JP5389566B2 - Grid-connected inverter system - Google Patents

Grid-connected inverter system Download PDF

Info

Publication number
JP5389566B2
JP5389566B2 JP2009180457A JP2009180457A JP5389566B2 JP 5389566 B2 JP5389566 B2 JP 5389566B2 JP 2009180457 A JP2009180457 A JP 2009180457A JP 2009180457 A JP2009180457 A JP 2009180457A JP 5389566 B2 JP5389566 B2 JP 5389566B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
zero
signal
phase
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009180457A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011036045A (en
JP2011036045A5 (en
Inventor
徳行 諸富
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP2009180457A priority Critical patent/JP5389566B2/en
Publication of JP2011036045A publication Critical patent/JP2011036045A/en
Publication of JP2011036045A5 publication Critical patent/JP2011036045A5/ja
Priority to JP2013194783A priority patent/JP2013255426A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5389566B2 publication Critical patent/JP5389566B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、系統連系インバータシステムに関する。   The present invention relates to a grid interconnection inverter system.

従来、太陽電池などによって生成される直流電力を交流電力に変換して、商用電力系統に供給する系統連系インバータシステムが開発されている。   Conventionally, a grid-connected inverter system that converts DC power generated by a solar cell or the like into AC power and supplies the AC power to a commercial power system has been developed.

近年普及傾向にある薄膜系太陽電池は、負極を接地しないと劣化するので、薄膜系太陽電池を用いた系統連系インバータシステムA100では、通常、図21に示すように、直流電源(太陽電池)100の出力ラインの負極がグランドに接地される。また、例えばアメリカなどの国では、太陽電池の一方の極を接地することが義務付けられている。図21において、直流電源(太陽電池)100の負極が接地線LG1によって接地されている場合、当該接地線LG1と大地と商用電力系統400の接地線LG2とによって電流経路が形成され、この電流経路を通じて直流電流が商用電力系統400に流出するという不都合がある。この不都合を防ぐために、系統連系規定では、インバータ装置200内の出力端部に変圧器207を設け、この変圧器207によってインバータ装置200と商用電力系統400とを電気的に絶縁することが定められている。 A thin film solar cell that has been in widespread use in recent years deteriorates unless the negative electrode is grounded. Therefore, in the grid-connected inverter system A100 using the thin film solar cell, as shown in FIG. The negative electrode of 100 output lines is grounded. In countries such as the United States, it is obliged to ground one pole of a solar cell. In Figure 21, when the negative electrode of the DC power source (solar cell) 100 is grounded by a ground line L G1, ground line L G2 and the current path of the ground line L G1 and the earth and the commercial electric power system 400 is formed, There is an inconvenience that a direct current flows out to the commercial power system 400 through this current path. In order to prevent this inconvenience, the grid connection regulations provide that a transformer 207 is provided at the output end of the inverter device 200, and the inverter device 200 and the commercial power system 400 are electrically insulated by the transformer 207. It has been.

なお、図21のインバータ装置200内のインバータ回路202は、直流電源100から入力される直流電圧をスイッチング素子(図示しない)のスイッチングにより交流電圧に変換する回路である。また、フィルタ回路203は、インバータ回路202から出力される交流電圧に含まれるスイッチングノイズを除去する回路であり、制御回路204は、インバータ回路202に入力される直流電流および直流電圧、インバータ回路202から出力される交流電流、フィルタ回路203から出力される交流電流、変圧器207から出力される交流電圧に基づいて、インバータ回路202内のスイッチング素子のスイッチングを制御するためのPWM信号を生成する回路である。   21 is a circuit that converts a DC voltage input from the DC power supply 100 into an AC voltage by switching a switching element (not shown). The filter circuit 203 is a circuit that removes switching noise included in the AC voltage output from the inverter circuit 202, and the control circuit 204 is a DC current and DC voltage input to the inverter circuit 202, and from the inverter circuit 202. A circuit that generates a PWM signal for controlling switching of the switching element in the inverter circuit 202 based on the output AC current, the AC current output from the filter circuit 203, and the AC voltage output from the transformer 207. is there.

近年の世界情勢の変化(洞爺湖サミットでの福田ビジョンやオバマ政権のグリーンニューディール政策等)により、太陽電池等に代表される分散型電源の大容量化が必要となっている。したがって、系統連系インバータシステムをメガワットレベルにまで大容量化するために、図22に示すように、商用電力系統400に並列接続される複数台(図22では3台)の系統連系インバータシステムA100を一つの系統連系インバータシステムA200として製作されるものがある。   Due to recent changes in the world situation (Fukuda Vision at the Toyako Summit, Obama administration's Green New Deal policy, etc.), it is necessary to increase the capacity of distributed power sources such as solar cells. Therefore, in order to increase the capacity of the grid-connected inverter system to the megawatt level, as shown in FIG. 22, a plurality of grid-connected inverter systems (three in FIG. 22) connected in parallel to the commercial power system 400 Some A100s are manufactured as one grid-connected inverter system A200.

なお、図22は、図21に示す系統連系インバータシステムA100と同一構成の3台の系統連系インバータシステムを並列に接続したものであり、直流電源100a,100b,100cは図21の直流電源100に対応し、インバータ装置200a,200b,200cは図21のインバータ装置200に対応するものである。そして、直流電源100a,100b,100cの各出力ラインの負極はそれぞれ接地ラインLG1a,LG1b,LG1cによって接地されている。なお、図示していないが、各インバータ装置200a,200b,200cには、例えば系統停電時の単独運転検出の能動的方式である無効電力変動方式の変動タイミングを同期化するための信号が入力される構成を備えている。 FIG. 22 shows a configuration in which three grid-connected inverter systems having the same configuration as the grid-connected inverter system A100 shown in FIG. 21 are connected in parallel. The DC power supplies 100a, 100b, and 100c are the DC power supplies shown in FIG. The inverter devices 200a, 200b, and 200c correspond to the inverter device 200 of FIG. The negative electrodes of the output lines of the DC power supplies 100a, 100b, and 100c are grounded by ground lines L G1a , L G1b , and L G1c , respectively. Although not shown, each inverter device 200a, 200b, and 200c is input with a signal for synchronizing the fluctuation timing of the reactive power fluctuation method, which is an active method for detecting an isolated operation during a system power failure, for example. It has a configuration that.

図22に示す系統連系インバータシステムA200では、インバータ装置200a,200b,200cにそれぞれ変圧器207が内蔵され、各変圧器207によってインバータ装置200a,200b,200cがそれぞれ商用電力系統400に対して電気的に絶縁されるので、各インバータ装置200a,200b,200cから直流電流が商用電力系統400に流出することはない。また、インバータ装置200a,200b,200c同士も相互に回路的に切り離されているので、インバータ装置200aとインバータ装置200bとの間で電流が循環することもない。インバータ装置200bとインバータ装置200cとの間、インバータ装置200cとインバータ装置200aとの間についても同様である。   In the grid-connected inverter system A200 shown in FIG. 22, the inverter devices 200a, 200b, and 200c each have a built-in transformer 207, and the inverter devices 200a, 200b, and 200c are electrically connected to the commercial power system 400 by each transformer 207. Therefore, direct current does not flow out from the inverter devices 200a, 200b, and 200c to the commercial power system 400. In addition, since the inverter devices 200a, 200b, and 200c are also separated from each other in circuit, current does not circulate between the inverter device 200a and the inverter device 200b. The same applies to the inverter device 200b and the inverter device 200c, and the inverter device 200c and the inverter device 200a.

特開2008−182836号公報JP 2008-182836 A

図22に示す系統連系インバータシステムA200では、各インバータ装置200a,200b,200cからの大地への直流電流の流出やインバータ装置200a,200b,200c間の循環電流を防止することができる利点はあるが、各インバータ装置200a,200b,200cにそれぞれ変圧器207が設けられるので、3台の変圧器207が必要となる。変圧器207は、商用周波数(50Hzまたは60Hz)で使用されるものであるため、一般的に、サイズが大きく、重量が重く、単価が高い。したがって、この変圧器207を3台必要とする系統連系インバータシステムA200は、全体のサイズが大きくなる、重量が重くなる、製造コストが高くなるなどの不都合がある。この不都合は、並列接続されるインバータ装置の数が増加するほど、さらに顕著となる。   In the grid-connected inverter system A200 shown in FIG. 22, there is an advantage that it is possible to prevent a direct current from flowing out from the inverter devices 200a, 200b, and 200c to the ground and a circulating current between the inverter devices 200a, 200b, and 200c. However, since the inverters 200a, 200b, and 200c are each provided with the transformer 207, three transformers 207 are required. Since the transformer 207 is used at a commercial frequency (50 Hz or 60 Hz), it is generally large in size, heavy in weight, and high in unit price. Therefore, the grid-connected inverter system A200 that requires three transformers 207 has disadvantages such as an increase in the overall size, an increase in weight, and an increase in manufacturing cost. This inconvenience becomes more remarkable as the number of inverter devices connected in parallel increases.

また、変圧器207では、巻線抵抗や鉄芯の渦電流による電力ロスが発生する。各インバータ装置200a,200b,200cの変圧器207でそれぞれ電力ロスが発生するので、系統連系インバータシステムA200全体での電力変換効率が低下するという不都合もある。   Further, in the transformer 207, power loss occurs due to winding resistance and iron core eddy current. Since a power loss occurs in each of the transformers 207 of the inverter devices 200a, 200b, and 200c, there is a disadvantage that the power conversion efficiency in the entire grid-connected inverter system A200 is lowered.

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、複数のインバータ装置を並列接続した場合でも、必要な変圧器の数を抑制することができる系統連系インバータシステムを提供することをその目的としている。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and provides a grid-connected inverter system capable of suppressing the number of necessary transformers even when a plurality of inverter devices are connected in parallel. That is the purpose.

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本発明の第1の側面よって提供される系統連系インバータシステムは、互いに並列に接続され、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を変圧器を介さずに出力する複数のインバータ装置と、前記複数のインバータ装置の出力側の接続点と電力系統との間に設けられている変圧器とを備えており、前記直流電源の一対の出力端の一方は接地されており、前記複数のインバータ装置は、それぞれ、PWM制御インバータ回路と、前記PWM制御インバータ回路を制御するためのPWM信号を生成する制御回路と、前記PWM制御インバータ回路の出力電流から零相電流を検出する零相電流検出回路とを備えており、前記各インバータ装置のいずれかの制御回路は、前記零相電流検出回路によって検出された零相電流信号から直流成分を抽出する直流成分抽出手段と、前記直流成分抽出手段によって抽出された直流成分をゼロにするように制御するための指令値信号を生成する指令値信号生成手段とを備え、前記指令値信号生成手段により生成された指令値信号をキャリア信号と比較して前記PWM信号を生成する。 The grid-connected inverter system provided by the first aspect of the present invention is connected in parallel to each other, converts DC power from a DC power source into AC power, and outputs the AC power without passing through a transformer. Inverter device, and a transformer provided between a connection point on the output side of the plurality of inverter devices and the power system, and one of the pair of output ends of the DC power supply is grounded Each of the plurality of inverter devices detects a zero-phase current from a PWM control inverter circuit, a control circuit that generates a PWM signal for controlling the PWM control inverter circuit, and an output current of the PWM control inverter circuit A zero-phase current detection circuit, and any one of the control circuits of each of the inverter devices is based on a zero-phase current signal detected by the zero-phase current detection circuit. DC component extraction means for extracting a flow component, and command value signal generation means for generating a command value signal for controlling the DC component extracted by the DC component extraction means to be zero. The command value signal generated by the signal generating means is compared with the carrier signal to generate the PWM signal.

この構成によると、前記各インバータ装置の制御回路が前記零相電流の直流成分をゼロにするように制御するので、前記各インバータ装置の間で電流経路が形成されても、直流成分の循環電流を抑制することができる。   According to this configuration, since the control circuit of each inverter device controls the DC component of the zero-phase current to be zero, even if a current path is formed between the inverter devices, the DC component circulating current Can be suppressed.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記指令値信号生成手段は、前記直流成分抽出手段によって抽出された直流成分を入力され、PI制御を行なって補正値を出力する第1のPI制御手段と、予め設定された目標値に前記第1のPI制御手段から出力される補正値を加算補正した補正目標値と、前記PWM制御インバータ回路の入力電圧との偏差を入力され、PI制御を行なって補正値を出力する第2のPI制御手段と、前記第2のPI制御手段が出力する補正値に基づいて、前記指令値信号を生成する生成回路とを備えている。   In a preferred embodiment of the present invention, the command value signal generating means is inputted with the DC component extracted by the DC component extracting means, performs a PI control, and outputs a correction value. The deviation between the correction target value obtained by adding the correction value output from the first PI control means to the preset target value and the input voltage of the PWM control inverter circuit is input, and PI control is performed. Second PI control means for outputting a correction value and a generation circuit for generating the command value signal based on the correction value output by the second PI control means.

本発明の第2の側面よって提供される系統連系インバータシステムは、互いに並列に接続され、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を変圧器を介さずに出力する複数のインバータ装置と、前記複数のインバータ装置の出力側の接続点と電力系統との間に設けられている変圧器とを備えており、前記直流電源の一対の出力端の一方は接地されており、前記複数のインバータ装置は、それぞれ、PWM制御インバータ回路と、前記PWM制御インバータ回路を制御するためのPWM信号を生成する制御回路と、前記PWM制御インバータ回路の出力電流から零相電流を検出する零相電流検出回路とを備えており、前記各インバータ装置のいずれかの制御回路は、前記零相電流検出回路によって検出された零相電流信号から3次成分を抽出する3次成分抽出手段と、前記3次成分抽出手段によって抽出された3次成分をゼロにするように制御するための指令値信号を生成する指令値信号生成手段とを備え、前記指令値信号生成手段により生成された指令値信号をキャリア信号と比較して前記PWM信号を生成する。 The grid-connected inverter system provided by the second aspect of the present invention is connected in parallel to each other, converts DC power from a DC power source into AC power, and outputs this AC power without passing through a transformer. Inverter device, and a transformer provided between a connection point on the output side of the plurality of inverter devices and the power system, and one of the pair of output ends of the DC power supply is grounded Each of the plurality of inverter devices detects a zero-phase current from a PWM control inverter circuit, a control circuit that generates a PWM signal for controlling the PWM control inverter circuit, and an output current of the PWM control inverter circuit A zero-phase current detection circuit, and any one of the control circuits of each of the inverter devices is based on a zero-phase current signal detected by the zero-phase current detection circuit. A tertiary component extracting means for extracting a secondary component; and a command value signal generating means for generating a command value signal for controlling the tertiary component extracted by the tertiary component extracting means to be zero, The PWM signal is generated by comparing the command value signal generated by the command value signal generating means with a carrier signal.

この構成によると、前記各インバータ装置の制御回路が前記零相電流の3次成分をゼロにするように制御するので、前記各インバータ装置の間で電流経路が形成されても、3次成分の循環電流を抑制することができる。   According to this configuration, since the control circuit of each inverter device controls the third-order component of the zero-phase current to be zero, even if a current path is formed between the inverter devices, Circulating current can be suppressed.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記3次成分抽出手段は、前記零相電流検出回路より入力される零相電流信号に前記電力系統の電圧の周波数の3倍の周波数に対応する回転角の回転座標変換を行って、変換零相電流信号を算出する回転変換手段と、前記変換零相電流信号の直流成分を、前記零相電流信号の3次成分として、抽出するフィルタ手段と、を備え、前記指令値信号生成手段は、前記3次成分抽出手段によって抽出された3次成分を入力され、PI制御を行なって補正値を出力するPI制御手段と、前記補正値に前記回転角の逆回転座標変換を行って、変換補正値を算出する逆回転変換手段と、を備え、前記逆回転変換手段により算出される変換補正値に基づいて指令値信号を生成する。   In a preferred embodiment of the present invention, the third-order component extracting means corresponds to a zero-phase current signal input from the zero-phase current detection circuit and a rotation angle corresponding to a frequency three times the frequency of the voltage of the power system. A rotation conversion means for calculating a converted zero-phase current signal by performing a rotation coordinate conversion of: and a filter means for extracting a DC component of the converted zero-phase current signal as a third-order component of the zero-phase current signal. The command value signal generating means is input with the tertiary component extracted by the tertiary component extracting means, performs PI control and outputs a correction value, and the correction value includes the rotation angle. Reverse rotation conversion means for performing reverse rotation coordinate conversion and calculating a conversion correction value, and generating a command value signal based on the conversion correction value calculated by the reverse rotation conversion means.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明に係る系統連系インバータシステムの第1実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 1st Embodiment of the grid connection inverter system which concerns on this invention. 本発明に係る系統連系インバータシステムの第2実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment of the grid connection inverter system which concerns on this invention. 形成される電流経路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the current pathway formed. 循環電流が発生する要因について詳細に説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the factor which a circulating current generate | occur | produces. インバータ装置から出力される零相電流の波形を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the waveform of the zero phase current output from an inverter apparatus. 高周波成分の循環電流の循環経路について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the circulation path | route of the circulating current of a high frequency component. PWM信号に位相差が発生している場合の、出力電圧の電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the voltage waveform of an output voltage when the phase difference has generate | occur | produced in the PWM signal. 図6に示す回路図を簡略化した等価回路図である。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram obtained by simplifying the circuit diagram shown in FIG. 6. 本発明に係る系統連系インバータシステムの第3実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 3rd Embodiment of the grid connection inverter system which concerns on this invention. クロックパルス信号の位相補正を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase correction of a clock pulse signal. 第3実施形態の第2実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd Example of 3rd Embodiment. 第3実施形態の第3実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 3rd Example of 3rd Embodiment. 第3実施形態の第4実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 4th Example of 3rd Embodiment. 直流成分の循環電流の循環経路について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the circulation path | route of the circulating current of a direct current component. 図14に示す回路図を簡略化した等価回路図である。FIG. 15 is an equivalent circuit diagram obtained by simplifying the circuit diagram shown in FIG. 14. 本発明に係る系統連系インバータシステムの第4実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 4th Embodiment of the grid connection inverter system which concerns on this invention. 第4実施形態の別の実施例を示す図である。It is a figure which shows another Example of 4th Embodiment. 本発明に係る系統連系インバータシステムの第5実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 5th Embodiment of the grid connection inverter system which concerns on this invention. インバータ装置の制御回路に、直流成分、3次成分及び高周波成分をそれぞれ抑制する回路を追加したブロック構成図である。It is the block block diagram which added the circuit which respectively suppresses a direct current component, a tertiary component, and a high frequency component to the control circuit of the inverter apparatus. 循環電流抑制対策後の零相電流の波形を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the waveform of the zero phase current after a circulating current suppression measure. 従来の変圧器を備えた系統連系インバータシステムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the grid connection inverter system provided with the conventional transformer. 図21に示す系統連系インバータシステムを3台並列に接続した構成の系統連系インバータシステムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the grid connection inverter system of the structure which connected three grid connection inverter systems shown in FIG. 21 in parallel.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。   Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る系統連系インバータシステムの第1実施形態を説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of a grid-connected inverter system according to the present invention.

同図に示すように、系統連系インバータシステムAは、3台の直流電源10a,10b,10c、3台のインバータ装置20a,20b,20c、および1台の変圧器30を備えている。直流電源10a,10b,10cは、それぞれインバータ装置20a,20b,20cに接続されている。インバータ装置20a,20b,20cの出力端は、それぞれ互いに並列に接続されている。変圧器30は、インバータ装置20a,20b,20cの接続点と商用電力系統40との間に接続されている。したがって、系統連系インバータシステムAは、直流電源及びインバータ装置からなる3台の分散型電源が1台の変圧器30を介して商用電力系統40に並列に接続される構成を備え、直流電源10a,10b,10cが出力する直流電力を交流電力に変換して、商用電力系統40に供給する。なお、商用電力系統40は三相3線式の電力系統で、いずれか一相(例えば、V相)が接地線LG2によって接地されている。 As shown in the figure, the grid-connected inverter system A includes three DC power supplies 10a, 10b, and 10c, three inverter devices 20a, 20b, and 20c, and one transformer 30. The DC power supplies 10a, 10b, and 10c are connected to inverter devices 20a, 20b, and 20c, respectively. The output terminals of the inverter devices 20a, 20b, and 20c are connected in parallel to each other. The transformer 30 is connected between the connection point of the inverter devices 20a, 20b, and 20c and the commercial power system 40. Accordingly, the grid-connected inverter system A includes a configuration in which three distributed power sources including a DC power source and an inverter device are connected in parallel to the commercial power system 40 through one transformer 30 and include a DC power source 10a. , 10b, and 10c are converted into AC power and supplied to the commercial power system 40. The commercial power system 40 is a three-phase, three-wire power system, and one of the phases (for example, the V phase) is grounded by the ground line LG2 .

なお、第1実施形態では、分散型電源の台数を3台としているが、これは一例であって、並列接続する台数は2台でも、4台以上でもよく、任意に設定することができる。   In the first embodiment, the number of distributed power sources is three, but this is an example, and the number of units connected in parallel may be two or four or more, and can be arbitrarily set.

直流電源10a,10b,10cは、系統連系インバータシステムAに直流電力を供給するものであり、太陽電池を備えている。太陽電池は薄膜系太陽電池であり、各出力ラインの一方(図1では、負極の出力ライン)が接地線LG1a,G1b,G1cによって接地されている。なお、太陽電池は、薄膜系太陽電池に限定されるものではない。太陽電池は薄膜系以外の他の種類の太陽電池であってもよく、太陽電池の出力端を接地していなくてもよい。太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで、直流電力を生成する。直流電源10a,10b,10cが出力する直流電圧は、それぞれインバータ装置20a,20b,20cに入力される。 The DC power supplies 10a, 10b, and 10c supply DC power to the grid interconnection inverter system A, and include solar cells. The solar cell is a thin-film solar cell, and one of the output lines (the negative output line in FIG. 1) is grounded by ground lines L G1a, L G1b, and L G1c . The solar cell is not limited to a thin film solar cell. The solar cell may be another type of solar cell other than the thin film system, and the output end of the solar cell may not be grounded. A solar cell generates direct-current power by converting solar energy into electrical energy. DC voltages output from the DC power supplies 10a, 10b, and 10c are input to the inverter devices 20a, 20b, and 20c, respectively.

インバータ装置20a,20b,20cは、それぞれ直流電源10a,10b,10cから入力される直流電圧を交流電圧に変換して、変圧30に出力するものである。なお、図示していないが、各インバータ装置20a,20b,20cには、例えば系統停電時の単独運転検出の能動的方式である無効電力変動方式の変動タイミングを同期化するための信号が入力される。 Inverter 20a, 20b, 20c, respectively DC power source 10a, 10b, is converted into an AC voltage a DC voltage input from 10c, and outputs to the transformer 30. Although not shown, each inverter device 20a, 20b, 20c is input with a signal for synchronizing the fluctuation timing of the reactive power fluctuation system, which is an active system for detecting an isolated operation at the time of a system power failure, for example. The

同図に示すように、インバータ装置20aは、DC/DCコンバータ回路21、インバータ回路22、フィルタ回路23、および、制御回路24を備えている。同図において、制御回路24はインバータ回路22を制御するものであり、DC/DCコンバータ回路21を制御する制御回路は、本願発明に関係しないので、省略されている。   As shown in the figure, the inverter device 20 a includes a DC / DC converter circuit 21, an inverter circuit 22, a filter circuit 23, and a control circuit 24. In the figure, the control circuit 24 controls the inverter circuit 22, and the control circuit for controlling the DC / DC converter circuit 21 is not related to the present invention and is omitted.

DC/DCコンバータ回路21は、昇圧形コンバータであり、直流電源10aから入力される直流電圧を昇圧してインバータ回路22に出力する。DC/DCコンバータ回路21は、制御回路24から入力されるPWM信号に基づいてスイッチング素子(図示しない)のオンとオフとを切り替えることで、直流電源10aから入力される直流電圧を所定の電圧レベルに昇圧して出力する。なお、DC/DCコンバータ回路21の構成はこれに限定されず、周知の昇圧形コンバータであればよい。 The DC / DC converter circuit 21 is a step-up converter that boosts a DC voltage input from the DC power supply 10 a and outputs the boosted voltage to the inverter circuit 22. The DC / DC converter circuit 21 switches the switching element (not shown) on and off based on the PWM signal input from the control circuit 24, thereby changing the DC voltage input from the DC power supply 10a to a predetermined voltage level. Boosted to output. The configuration of the DC / DC converter circuit 21 is not limited to this, and any known boost converter may be used.

インバータ回路22は、DC/DCコンバータ回路21から入力される直流電圧を交流電圧に変換して出力するものである。第1実施形態では、商用電力系統40が三相3線式の電力系統であるので、インバータ回路22は、三相フルブリッジインバータとしている。したがって、インバータ回路22からフィルタ回路23および変圧器30を介して商用電力系統40までは、U相、V相、W相の出力電圧の3本の出力ラインによって接続されている。なお、インバータ回路22の構成は、三相フルブリッジインバータに限られず、接続される商用電力系統40やその他の条件に合わせて、適宜決定すればよい。すなわち、インバータ回路22は、三相インバータでなく、単相インバータであってもよいし、フルブリッジインバータでなく、ハーフブリッジインバータであってもよい。   The inverter circuit 22 converts the DC voltage input from the DC / DC converter circuit 21 into an AC voltage and outputs the AC voltage. In the first embodiment, since the commercial power system 40 is a three-phase three-wire power system, the inverter circuit 22 is a three-phase full bridge inverter. Therefore, the inverter circuit 22 through the filter circuit 23 and the transformer 30 to the commercial power system 40 are connected by three output lines of U-phase, V-phase, and W-phase output voltages. The configuration of the inverter circuit 22 is not limited to the three-phase full-bridge inverter, and may be appropriately determined according to the connected commercial power system 40 and other conditions. That is, the inverter circuit 22 may be a single-phase inverter instead of a three-phase inverter, or a half-bridge inverter instead of a full-bridge inverter.

インバータ回路22は、2個のスイッチング素子が直列に接続されたアームを3個含む三相ブリッジ回路(図示しない)を有しており、制御回路24から入力されるPWM信号に基づいて各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで、DC/DCコンバータ回路21から入力される直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ回路22から出力される交流電圧はフィルタ回路23に入力される。   The inverter circuit 22 has a three-phase bridge circuit (not shown) including three arms in which two switching elements are connected in series, and each switching element is based on a PWM signal input from the control circuit 24. By switching on and off, the DC voltage input from the DC / DC converter circuit 21 is converted into an AC voltage. The AC voltage output from the inverter circuit 22 is input to the filter circuit 23.

フィルタ回路23は、インバータ回路22から入力される交流電圧から、スイッチング周波数成分を除去するものである。フィルタ回路23は、図示しないリアクトルとキャパシタからなるローパスフィルタを備えている。フィルタ回路23でスイッチング周波数成分を除去された交流電圧は、変圧器30に出力される。なお、フィルタ回路23の構成はこれに限定されず、スイッチング周波数成分を除去するための周知のフィルタ回路であればよい。   The filter circuit 23 removes a switching frequency component from the AC voltage input from the inverter circuit 22. The filter circuit 23 includes a low-pass filter including a reactor and a capacitor (not shown). The AC voltage from which the switching frequency component has been removed by the filter circuit 23 is output to the transformer 30. The configuration of the filter circuit 23 is not limited to this, and any known filter circuit for removing the switching frequency component may be used.

制御回路24は、指令値信号を三角波のキャリア信号と比較する三角波比較法によりPWM信号を生成してインバータ回路22に出力する。指令値信号は、系統の周波数(50Hz又は60Hz)に近い周波数を有する正弦波信号である。指令値信号は、DC/DCコンバータ回路21に入力される直流電流および直流電圧、DC/DCコンバータ回路21から出力される(インバータ回路22に入力される)直流電圧(以下、「バス電圧」とする。)、インバータ回路22から出力される交流電流、フィルタ回路23から出力される交流電流および交流電圧、およびこれらの目標値を用いて生成される。なお、同図においては、上記のDC/DCコンバータ回路21への入力電流及び入力電圧、バス電圧、インバータ回路22の出力電流、フィルタ回路23出力電流及び出力電圧を検出するための検出回路の記載を省略している。 The control circuit 24 generates a PWM signal by a triangular wave comparison method that compares the command value signal with a triangular wave carrier signal, and outputs the PWM signal to the inverter circuit 22. The command value signal is a sine wave signal having a frequency close to the system frequency (50 Hz or 60 Hz). The command value signal includes a direct current and a direct voltage input to the DC / DC converter circuit 21, a direct current voltage (hereinafter referred to as “bus voltage”) output from the DC / DC converter circuit 21 (input to the inverter circuit 22). ), The AC current output from the inverter circuit 22, the AC current and AC voltage output from the filter circuit 23, and their target values. In the figure, a detection circuit for detecting the input current and input voltage to the DC / DC converter circuit 21, the bus voltage, the output current of the inverter circuit 22, the output current and output voltage of the filter circuit 23 is shown. Description is omitted.

キャリア信号は、指令値信号に対して数倍若しくは数十倍の周波数(例えば、4kHz)を有する三角波である。制御回路24は、PWM信号でインバータ回路22の動作(各スイッチング素子のオンとオフの切り替え)を制御することにより、インバータ回路22の出力電圧を調整する。   The carrier signal is a triangular wave having a frequency (for example, 4 kHz) that is several times or several tens of times that of the command value signal. The control circuit 24 adjusts the output voltage of the inverter circuit 22 by controlling the operation of the inverter circuit 22 (switching on and off of each switching element) with the PWM signal.

同図においては省略して記載されているが、インバータ装置20b,20cの内部構成は、インバータ装置20aと同様である。   Although not shown in the figure, the internal configuration of the inverter devices 20b and 20c is the same as that of the inverter device 20a.

変圧器30は、インバータ装置20a,20b,20cから出力される交流電圧を商用電力系統40に供給するための電圧に昇圧するものである。また、変圧器30は、相互に接続された3台のインバータ装置20a,20b,20cの出力側の接続点と商用電力系統40との間に接続されており、インバータ装置20a,20b,20cを商用電力系統40から電気的に絶縁している。   The transformer 30 boosts the AC voltage output from the inverter devices 20a, 20b, and 20c to a voltage for supplying the commercial power system 40. Moreover, the transformer 30 is connected between the connection point on the output side of the three inverter devices 20a, 20b, and 20c connected to each other and the commercial power system 40, and the inverter devices 20a, 20b, and 20c are connected to each other. It is electrically insulated from the commercial power system 40.

上記のように、第1実施形態においては、変圧器30を相互に接続された3台のインバータ装置20a,20b,20cの出力側の接続点と商用電力系統40との間に接続することにより、各インバータ装置20a,20b,20c内には変圧器を設けないようにしている。したがって、従来の系統連系インバータシステムA200(図22参照)のように各インバータ装置200a,200b,200cにそれぞれ変圧器207を設ける場合と比較して、系統連系インバータシステムAは、変圧器の数を1台に抑制することができる。これにより、従来の系統連系インバータシステムA200と比較して、全体のサイズを小さくし、重量を軽減し、製造コストを抑制することができる。   As described above, in the first embodiment, the transformer 30 is connected between the connection point on the output side of the three inverter devices 20a, 20b, and 20c connected to each other and the commercial power system 40. In each inverter device 20a, 20b, 20c, no transformer is provided. Therefore, compared with the case where the transformers 207 are provided in the respective inverter devices 200a, 200b, and 200c as in the conventional grid-connected inverter system A200 (see FIG. 22), the grid-connected inverter system A includes the transformers. The number can be reduced to one. Thereby, compared with the conventional grid connection inverter system A200, the whole size can be reduced, the weight can be reduced, and the manufacturing cost can be suppressed.

また、従来の系統連系インバータシステムA200では、各インバータ装置200a,200b,200cにそれぞれ変圧器207が設けられるので、各インバータ装置200a,200b,200cで変圧器207による電力ロスが生じるが、系統連系インバータシステムAでは、1台の変圧器30による電力ロスのみとなる。したがって、変圧器30が従来の各インバータ装置200a,200b,200cに設けられる変圧器207よりも構造的に多少大型化するとしても、変圧器30での電力ロスを3台の変圧器207での電力ロスの合計よりも小さくすることができ、従来の系統連系インバータシステムA200と比較して、全体での電力変換効率を向上することができる。   Further, in the conventional grid-connected inverter system A200, the inverters 200a, 200b, and 200c are each provided with the transformer 207, and thus the power loss due to the transformer 207 occurs in each of the inverter devices 200a, 200b, and 200c. In the interconnected inverter system A, only power loss is caused by one transformer 30. Therefore, even if the transformer 30 is structurally somewhat larger than the transformer 207 provided in each conventional inverter device 200a, 200b, 200c, the power loss in the transformer 30 is reduced by the three transformers 207. Compared with the conventional grid-connected inverter system A200, the overall power conversion efficiency can be improved.

なお、上記第1実施形態では、各インバータ装置20a,20b,20cにそれぞれ別の直流電源10a,10b,10cが接続されている場合について説明しているが、これに限られない。図2に示すように、1つの直流電源10の出力を分配して、インバータ装置20a,20b,20cに入力する構成であってもよい。   In addition, although the said 1st Embodiment demonstrated the case where another DC power supply 10a, 10b, 10c was each connected to each inverter apparatus 20a, 20b, 20c, it is not restricted to this. As shown in FIG. 2, the configuration may be such that the output of one DC power supply 10 is distributed and input to the inverter devices 20a, 20b, and 20c.

図2は、本発明に係る系統連系インバータシステムの第2実施形態を説明するための図である。なお、同図において、図1に示す系統連系インバータシステムAと同一または類似の要素には、同一の符号を付している。   FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the grid-connected inverter system according to the present invention. In the figure, the same or similar elements as those in the grid interconnection inverter system A shown in FIG.

図2に示す系統連系インバータシステムA’は、1つの直流電源10(負極が接地線LG1によって接地されている)に3個のインバータ装置20a,20b,20cが並列に接続されている点で、系統連系インバータシステムAと異なる。なお、同図において、インバータ装置20a,20b,20cの内部構成の記載は省略している(図3も同様)。 System interconnection inverter system A 'shown in FIG. 2 is that the three inverters device 20a to one of the DC power supply 10 (the negative electrode is grounded by a ground line L G1), 20b, 20c are connected in parallel Thus, it is different from the grid interconnection inverter system A. In the figure, the description of the internal configuration of the inverter devices 20a, 20b, and 20c is omitted (the same applies to FIG. 3).

第2実施形態においては、上述した第1実施形態の作用効果に加えて、インバータ装置20a,20b,20cのいずれかの故障時にも、直流電源10の出力電力を他のインバータ装置で分担して電力変換することができる。また、直流電源10の出力電力に応じて、インバータ装置の動作台数を調整することもできる。さらに、複数の直流電源をそれぞれ別のインバータ装置に接続する場合と比べて、直流電源からインバータ装置への配線数を低減することが可能である。したがって、直流電源とインバータ装置とが離れて設置される場合、特に、システム設置工数を低減することができる。   In the second embodiment, in addition to the operational effects of the first embodiment described above, the output power of the DC power supply 10 is shared by other inverter devices even when any of the inverter devices 20a, 20b, 20c fails. Power can be converted. In addition, the number of operating inverter devices can be adjusted according to the output power of the DC power supply 10. Furthermore, it is possible to reduce the number of wires from the DC power supply to the inverter device as compared with the case where a plurality of DC power sources are connected to different inverter devices. Therefore, when the DC power supply and the inverter device are installed apart from each other, it is possible to reduce the man-hours for installing the system.

ところで、図1及び図2に示す本発明に係る系統連系インバータシステムA,A’では、各インバータ装置20a,20b,20cに変圧器が設けられておらず、各インバータ装置20a,20b,20cの出力端が相互に接続されている一方、各インバータ装置20a,20b,20cの入力端は負極が相互に接続されているので、例えば、インバータ装置20aとインバータ装置20bの間で電流が循環する電流経路が形成される。インバータ装置20bとインバータ装置20cの間、インバータ装置20cとインバータ装置20aの間についても同様に電流が循環する電流経路が形成される。   Incidentally, in the grid-connected inverter systems A and A ′ according to the present invention shown in FIG. 1 and FIG. 2, the inverter devices 20a, 20b, and 20c are not provided with a transformer, and the inverter devices 20a, 20b, and 20c are not provided. Are connected to each other, and the negative ends of the input terminals of the inverter devices 20a, 20b, and 20c are connected to each other. For example, current circulates between the inverter device 20a and the inverter device 20b. A current path is formed. Similarly, a current path through which current circulates is formed between the inverter device 20b and the inverter device 20c and between the inverter device 20c and the inverter device 20a.

図3は、インバータ装置20aとインバータ装置20bの間に形成される電流経路を説明するための図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining a current path formed between the inverter device 20a and the inverter device 20b.

直流電源10aの負極aはグランドGに接地されており、直流電源10bの負極bもグランドGに接地されているので、負極aと負極bとは電気的に接続されている。インバータ装置20aの一方の入力端は直流電源10aの負極aに接続されており、インバータ装置20bの一方の入力端は直流電源10bの負極bに接続されているので、インバータ装置20aとインバータ装置20bとは入力側で電気的に接続されている。また、例えば、インバータ装置20aのU相の出力ラインとインバータ装置20bのU相の出力ラインとは、接続点cで接続されているので、インバータ装置20aとインバータ装置20bとは出力側でも電気的に接続されている。したがって、負極a、インバータ装置20a、接続点c、インバータ装置20b、負極bという電流経路(同図に示す太線の経路)が形成される。   Since the negative electrode a of the DC power supply 10a is grounded to the ground G and the negative electrode b of the DC power supply 10b is also connected to the ground G, the negative electrode a and the negative electrode b are electrically connected. Since one input terminal of the inverter device 20a is connected to the negative electrode a of the DC power supply 10a and one input terminal of the inverter device 20b is connected to the negative electrode b of the DC power supply 10b, the inverter device 20a and the inverter device 20b are connected. Are electrically connected on the input side. Further, for example, the U-phase output line of the inverter device 20a and the U-phase output line of the inverter device 20b are connected at the connection point c, so that the inverter device 20a and the inverter device 20b are electrically connected on the output side. It is connected to the. Therefore, a current path (thick line path shown in the figure) of the negative electrode a, the inverter device 20a, the connection point c, the inverter device 20b, and the negative electrode b is formed.

例えば、直流電源10aの出力電力が直流電源10bの出力電力より大きい場合、インバータ装置20aの出力電圧がインバータ装置20bの出力電圧より高くなり、図3の太線で示す電流経路で循環電流Iが流れる。これによりインバータ装置20bの出力電力が低下してしまう。そして、上記の現象はインバータ装置20bとインバータ装置20cの間やインバータ装置20cとインバータ装置20aの間でも同様に生じる。   For example, when the output power of the DC power supply 10a is larger than the output power of the DC power supply 10b, the output voltage of the inverter device 20a becomes higher than the output voltage of the inverter device 20b, and the circulating current I flows through the current path shown by the thick line in FIG. . As a result, the output power of the inverter device 20b decreases. The above phenomenon also occurs between the inverter device 20b and the inverter device 20c and between the inverter device 20c and the inverter device 20a.

図4は、循環電流が発生する要因について詳細に説明するための図である。同図においては、図1におけるインバータ装置20a,20bのDC/DCコンバータ回路21、インバータ回路22、及びフィルタ回路23が、それぞれ、昇圧チョッパ部、三相フルブリッジインバータ部、及びLCLフィルタ部である場合のインバータ装置a,bの回路図を示している。また、説明を簡略化するため、昇圧チョッパ部の特性は同一とし、インバータ装置aのスイッチング素子Q1〜Q6、及びインバータ装置bのスイッチング素子Q1〜Q6のスイッチングパターンは同一とした上で、スイッチング素子Q1、Q2の状態にのみ着目する。なお、ここでの説明は、循環電流のほんの一例であり、実際には昇圧チョッパ部、及び三相フルブリッジインバータ部のスイッチングパターンの組み合わせにより、多種多様な経路で循環電流が発生する。   FIG. 4 is a diagram for explaining in detail the factors that cause the circulating current. In FIG. 1, the DC / DC converter circuit 21, the inverter circuit 22, and the filter circuit 23 of the inverter devices 20a and 20b in FIG. 1 are a boost chopper unit, a three-phase full bridge inverter unit, and an LCL filter unit, respectively. The circuit diagram of the inverter apparatuses a and b in the case is shown. In order to simplify the description, the boost chopper section has the same characteristics, the switching elements Q1 to Q6 of the inverter device a, and the switching patterns Q1 to Q6 of the inverter device b have the same switching pattern. Focus only on the states of Q1 and Q2. The description here is only an example of the circulating current. Actually, the circulating current is generated through a variety of paths depending on the combination of the switching patterns of the step-up chopper section and the three-phase full-bridge inverter section.

インバータ装置a、b間において、インバータ装置a、bともにスイッチング素子Q1がオン、Q2がオフの状態を考えると、直流電源側から昇圧チョッパ部を通じてエネルギーがフィルタLCL1に蓄積されるモードとなっている(図4(a)参照)。ここで、直流電源からの入力電力Pin1、Pin2に差が発生している場合、各インバータ装置a、b内のフィルタLCL1に蓄積されるエネルギーに差が発生することになる。   Considering the state where the switching element Q1 is on and the switching element Q2 is off between the inverter devices a and b, the energy is stored in the filter LCL1 from the DC power supply side through the step-up chopper unit. (See FIG. 4 (a)). Here, when a difference is generated between the input powers Pin1 and Pin2 from the DC power source, a difference is generated in the energy accumulated in the filter LCL1 in each of the inverter devices a and b.

次に、スイッチング素子Q1がオフ、Q2がオン状態に切り変わった場合を考える(図4(b)参照)。この場合、同図に示す循環電流経路が形成される(同図に示す太線の経路)。直流電源からの入力電力Pin1、Pin2に電力差がない場合は、各インバータ装置a、b内のフィルタLCL1の両端電圧に蓄積エネルギー差による電位差(=VL1−VL2[V])が発生しない。したがって、循環電流経路が形成されたとしても、循環電流は発生せず、各フィルタLCL1の蓄積エネルギーが全て系統側へ出力される。変換損失を考慮しない場合、出力電力Pout[W]=Pin1+Pin2[W]となる。しかし、直流電源からの入力電力Pin1、Pin2に電力差が発生していると、各インバータ装置a、b内のフィルタLCL1の両端電圧に蓄積エネルギー差による電位差(=VL1−VL2[V])が発生する。この電位差により、図に示す循環電流経路を経由して、インバータ装置a、b間で循環電流が発生してしまう。よって、循環電流分の電力をPloopとすると、Pout[W]=Pin1+Pin2−Ploop[W]となり、循環電流の大きさによっては変換効率を著しく低下させることになる。 Next, consider a case where the switching element Q1 is turned off and Q2 is turned on (see FIG. 4B). In this case, the circulating current path shown in the figure is formed (thick line path shown in the figure). When there is no power difference between the input powers Pin1 and Pin2 from the DC power supply, a potential difference (= V L1 −V L2 [V]) due to the accumulated energy difference does not occur in the voltage across the filter LCL1 in each inverter device a and b. . Therefore, even if a circulating current path is formed, no circulating current is generated, and all the accumulated energy of each filter LCL1 is output to the system side. When conversion loss is not taken into consideration, output power Pout [W] = Pin1 + Pin2 [W]. However, if there is a power difference between the input powers Pin1 and Pin2 from the DC power supply, a potential difference (= V L1 −V L2 [V] due to the accumulated energy difference between the voltages at both ends of the filter LCL1 in each inverter device a and b. ) Occurs. Due to this potential difference, a circulating current is generated between the inverter devices a and b via the circulating current path shown in the figure. Therefore, if the power for the circulating current is Ploop, Pout [W] = Pin1 + Pin2−Ploop [W], and the conversion efficiency is significantly reduced depending on the magnitude of the circulating current.

図5は、インバータ装置20aから出力される零相電流Izの波形を説明するための図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the waveform of the zero-phase current Iz output from the inverter device 20a.

図5の上段に示す正弦波状の波形は、インバータ装置20aのU相の出力ラインから出力されるU相電流Iuの波形の一例を示している。U相電流Iuには循環電流Iが重畳されているので、理想的な正弦波になっていない。V相およびW相の出力ラインから出力されるV相電流およびW相電流の波形も同様の波形となる。一方、図5の下段に示す正弦波状の波形は、循環電流Iが流れているときのインバータ装置20aから出力される零相電流Izの波形の一例を示している。零相電流Izは、U相電流Iu、V相電流Iv、およびW相電流Iwを加算したものであり、直流電源10a,10b、10cとインバータ装置20a,20b、20の対地間の静電容量等が無視できるレベルであれば、零相電流Izは循環電流Iとみなせる。なお、循環電流Iが流れていないときの零相電流Iz'は、図5の点線で示すようにゼロになる。 The sinusoidal waveform shown in the upper part of FIG. 5 shows an example of the waveform of the U-phase current Iu output from the U-phase output line of the inverter device 20a. Since the circulating current I is superimposed on the U-phase current Iu, it is not an ideal sine wave. The waveforms of the V-phase current and the W-phase current output from the V-phase and W-phase output lines are similar. On the other hand, the sinusoidal waveform shown in the lower part of FIG. 5 shows an example of the waveform of the zero-phase current Iz output from the inverter device 20a when the circulating current I flows. Zero-phase current Iz is obtained by adding the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw, a DC power source 10a, 10b, 10c and the inverter device 20a, 20b, 20 c electrostatic against the ground If the capacity is negligible, the zero-phase current Iz can be regarded as the circulating current I. The zero-phase current Iz ′ when the circulating current I is not flowing becomes zero as shown by the dotted line in FIG.

循環電流として流れる電流には、直流成分、U相電流Iuの3次高調波成分、およびスイッチング周波数(キャリア信号の周波数であり、例えば、4kHz)を有する高周波成分の3種類があるので、零相電流Izはこれらの混合した交流電流となる。したがって、図5に示すように、循環電流Iが流れているときの零相電流Izは、U相電流Iuの3次高調波成分にキャリア信号の周波数を有する高周波成分が重畳した、直流成分Iaveのレベルを中心に振幅が変動する交流信号となる。   There are three types of current flowing as a circulating current: a direct current component, a third harmonic component of the U-phase current Iu, and a high-frequency component having a switching frequency (the frequency of the carrier signal, for example, 4 kHz). The current Iz becomes a mixed alternating current. Therefore, as shown in FIG. 5, the zero-phase current Iz when the circulating current I is flowing is a DC component Iave in which a high-frequency component having the frequency of the carrier signal is superimposed on the third-order harmonic component of the U-phase current Iu. The AC signal varies in amplitude around the level of.

本発明においては、零相電流Izに重畳されているこれらの循環電流を抑制するための構成を、各インバータ装置20a,20b,20cに取り入れている。具体的には、各インバータ装置20a,20b,20cから出力される出力電流の零相電流Izに含まれる上記の3次成分、高周波成分をそれぞれゼロに抑制するフィードバック制御系を各インバータ装置20a,20b,20cの制御回路24にそれぞれ設け、各制御回路24が出力するPWM信号の位相を一致させて直流成分を抑制するようにしている。   In the present invention, a configuration for suppressing these circulating currents superimposed on the zero-phase current Iz is incorporated in each of the inverter devices 20a, 20b, and 20c. Specifically, each inverter device 20a, 20a, 20b, and 20c has a feedback control system that suppresses the above-described third-order component and high-frequency component included in the zero-phase current Iz of the output current output from each inverter device 20a, 20b, 20c. 20b and 20c are provided in the control circuits 24, respectively, and the phase of the PWM signal output from each control circuit 24 is matched to suppress the DC component.

次に、高周波成分を抑制するための構成が取り入れられた制御回路を備えた第3実施形態について説明する。まず、高周波成分の零相電流Izが流れる原因について説明する。   Next, a third embodiment including a control circuit incorporating a configuration for suppressing high frequency components will be described. First, the cause of the flow of the high-frequency component zero-phase current Iz will be described.

図6は、高周波成分の循環電流の循環経路について説明するための図である。同図は、図4に示す回路図に、直流電源10a,10bを追加した回路図である。説明を簡略化するため、直流電源からの入力電圧は同一(Vin1=Vin2)とし、昇圧チョッパ部は停止状態として、インバータ装置a、bのスイッチング素子Q1、Q2の状態にのみ着目する。インバータ装置aのスイッチング素子Q1とインバータ装置bのスイッチング素子Q1とが同じタイミングでオンとオフの切り替えを行っている場合(インバータ装置aのスイッチング素子Q2とインバータ装置bのスイッチング素子Q2とも同じタイミングでオンとオフの切り替えを行っている)、各インバータ装置a,bのVa,Vbのポイントでの電圧(以下、「出力電圧Va,Vb」とする)は、Vin1(=Vin2)又は接地電位に固定されるので、循環電流は発生しない。ここで、各インバータ装置a、bのスイッチング素子Q1、Q2のオンとオフの切り替えタイミングが一致しない場合、すなわち、インバータ装置a、bに入力されるPWM信号に位相差が発生している場合を考える。 FIG. 6 is a diagram for explaining the circulation path of the circulating current of the high-frequency component. This figure is a circuit diagram in which DC power supplies 10a and 10b are added to the circuit diagram shown in FIG. In order to simplify the description, the input voltage from the DC power supply is the same (Vin1 = Vin2), the step-up chopper unit is stopped, and attention is paid only to the states of the switching elements Q1 and Q2 of the inverter devices a and b. When switching element Q1 of inverter device a and switching element Q1 of inverter device b are switched on and off at the same timing (both switching element Q2 of inverter device a and switching element Q2 of inverter device b are at the same timing) The voltage at the points Va and Vb of the inverter devices a and b (hereinafter referred to as “output voltages Va and Vb”) is set to Vin1 (= Vin2) or the ground potential. since the fixed, circulating current does not occur. Here, when the switching timings of the switching elements Q1 and Q2 of the inverter devices a and b do not coincide with each other, that is, when a phase difference occurs in the PWM signal input to the inverter devices a and b. Think.

図7は、インバータ装置a、bに入力されるPWM信号に位相差が発生している場合の、出力電圧Va,Vbの電圧波形を示している。同図に示すように、入力されるPWM信号の位相差により、期間P1および期間P3において出力電圧Va,Vbに電圧差が生じている。   FIG. 7 shows voltage waveforms of the output voltages Va and Vb when a phase difference is generated in the PWM signals input to the inverter devices a and b. As shown in the figure, there is a voltage difference between the output voltages Va and Vb in the period P1 and the period P3 due to the phase difference between the input PWM signals.

ここで、同図に示すP1の期間にのみ着目して説明を行う。Va及びVbがゼロ(すなわちインバータ装置bのスイッチング素子Q1がオフ、スイッチング素子Q2がオンの状態)継続中に、Vaが上昇(すなわちインバータ装置aのスイッチング素子Q1がオン、スイッチング素子Q2がオフ)した状態を、簡略化した等価回路図で説明する。   Here, description will be given focusing on only the period P1 shown in FIG. Va rises (ie, switching element Q1 of inverter device a is on and switching element Q2 is off) while Va and Vb continue to be zero (that is, switching element Q1 of inverter device b is off and switching element Q2 is on). This state will be described with a simplified equivalent circuit diagram.

図8は、図6におけるVbがゼロの状態の簡略化した等価回路図である。同図において、フィルタLCL1については、L成分のみを記載しており、インバータ装置aのフィルタLCL1のインダクタンス値をLa、インバータ装置bのフィルタLCL1のインダクタンス値をLbとしている。   FIG. 8 is a simplified equivalent circuit diagram in a state where Vb in FIG. 6 is zero. In the figure, only the L component is described for the filter LCL1, the inductance value of the filter LCL1 of the inverter device a is La, and the inductance value of the filter LCL1 of the inverter device b is Lb.

同図(a)は、Va、Vbともにゼロの状態を示している。初期条件としてLa、Lbにはエネルギー蓄積はないもの(初期電流はゼロ)とする。この状態からP1の期間に遷移(すなわちQ1がオン、Q2がオフ)した場合、Va、Vb間に直流電源電圧Vin1が印加されることにより、La、Lbを経由して循環電流Iloopが発生する(同図(b)参照)。この時の循環電流Iloopは、インダクタの特性を示す公知の下記(1)式に基づいて、下記(2)式で算出される。 FIG. 5A shows a state where Va and Vb are both zero. As an initial condition, La and Lb are assumed to have no energy accumulation (initial current is zero). When a transition is made from this state to the period P1 (ie, Q1 is on and Q2 is off), a circulating current I loop is generated via La and Lb by applying the DC power supply voltage Vin1 between Va and Vb. (Refer to (b) in the figure). The circulating current I loop at this time is calculated by the following equation (2) based on the well-known equation (1) showing the characteristics of the inductor.

Figure 0005389566
Figure 0005389566

上記(2)式より明らかであるが、tが大きいほど(PWM信号の位相差が大きく、同図(b)の状態が長く続くほど)、高周波の循環電流のピーク値は増大する。   As is apparent from the above equation (2), the peak value of the high-frequency circulating current increases as t increases (the phase difference of the PWM signal increases and the state shown in FIG. 2B continues longer).

よって、期間P1においては、インバータ装置aの出力電圧Vaの方がインバータ装置bの出力電圧Vbより高いので、インバータ装置aからインバータ装置bに循環電流が流れる。一方、これとは逆に、期間P3においては、出力電圧Vbの方が出力電圧Vaより高いので、インバータ装置bからインバータ装置aに循環電流が流れる。なお、期間P2およびP4においては、出力電圧Vaと出力電圧Vbとが同電位となるので、インバータ装置aとインバータ装置bとの間で循環電流は流れない。PWM信号の周波数(スイッチング周波数)が例えば4kHzの場合、期間P1からP4までの時間は(1/4000)秒なので、インバータ装置20aからインバータ装置20bに流れる循環電流は4kHzの高周波電流となる。したがって、PWM信号の位相が一致しない場合には、当該PWM信号の周波数を有する高周波の循環電流が出力電流に重畳される。これにより、零相電流Izは、高周波成分の循環電流が重畳されたものとなる(図5参照)。   Therefore, in the period P1, since the output voltage Va of the inverter device a is higher than the output voltage Vb of the inverter device b, a circulating current flows from the inverter device a to the inverter device b. On the other hand, in the period P3, since the output voltage Vb is higher than the output voltage Va in the period P3, a circulating current flows from the inverter device b to the inverter device a. In the periods P2 and P4, since the output voltage Va and the output voltage Vb are the same potential, no circulating current flows between the inverter device a and the inverter device b. When the frequency (switching frequency) of the PWM signal is 4 kHz, for example, the time from the period P1 to P4 is (1/4000) seconds, so the circulating current flowing from the inverter device 20a to the inverter device 20b is a high frequency current of 4 kHz. Therefore, when the phase of the PWM signal does not match, a high-frequency circulating current having the frequency of the PWM signal is superimposed on the output current. As a result, the zero-phase current Iz is superimposed with a circulating current of a high-frequency component (see FIG. 5).

第3実施形態では、各インバータ装置20a,20b,20cの制御部24から出力されるPWM信号の位相を一致させることにより、スイッチング周波数の高周波成分の循環電流を抑制する。第3実施形態では、インバータ装置20aがインバータ装置20b,20cを統括的に制御しており、インバータ装置20aが本発明の「マスタインバータ装置」に対応し、インバータ装置20b,20cが本発明の「スレーブインバータ装置」に対応する。   In 3rd Embodiment, the circulating current of the high frequency component of switching frequency is suppressed by making the phase of the PWM signal output from the control part 24 of each inverter apparatus 20a, 20b, 20c correspond. In the third embodiment, the inverter device 20a comprehensively controls the inverter devices 20b and 20c, the inverter device 20a corresponds to the “master inverter device” of the present invention, and the inverter devices 20b and 20c “ Corresponds to "slave inverter device".

図9は、本発明に係る系統連系インバータシステムの第3実施形態を説明するための図である。同図においては、制御回路24の内部構成の一部のみを記載している。なお、制御回路24以外の構成は、図1に示す系統連系インバータシステムAと同様であるので、記載を省略している。また、同図において、インバータ装置20a,20b,20cの制御回路24を、それぞれ制御回路24a,24b,24cとしている。   FIG. 9 is a diagram for explaining a third embodiment of the grid-connected inverter system according to the present invention. In the figure, only a part of the internal configuration of the control circuit 24 is shown. The configuration other than the control circuit 24 is the same as that of the grid interconnection inverter system A shown in FIG. In the figure, the control circuits 24 of the inverter devices 20a, 20b, and 20c are control circuits 24a, 24b, and 24c, respectively.

制御回路24aは、内部発振部1a、キャリア信号生成部2a、およびPWM信号生成部3a、位相補正部4aを備えている。内部発振部1aは、所定の周波数(例えば4kHz)のクロックパルス信号CLKを生成するものである。内部発振部1aは、生成したクロックパルス信号CLKをキャリア信号生成部2aおよび位相補正部4aに出力する。キャリア信号生成部2aは、内部発振部1aから入力されるクロックパルス信号CLKに基づいて、キャリア信号CRを生成するものである。キャリア信号生成部2aは、生成したキャリア信号CRをPWM信号生成部3aに出力する。   The control circuit 24a includes an internal oscillation unit 1a, a carrier signal generation unit 2a, a PWM signal generation unit 3a, and a phase correction unit 4a. The internal oscillation unit 1a generates a clock pulse signal CLK having a predetermined frequency (for example, 4 kHz). The internal oscillator 1a outputs the generated clock pulse signal CLK to the carrier signal generator 2a and the phase corrector 4a. The carrier signal generation unit 2a generates the carrier signal CR based on the clock pulse signal CLK input from the internal oscillation unit 1a. The carrier signal generation unit 2a outputs the generated carrier signal CR to the PWM signal generation unit 3a.

PWM信号生成部3aは、キャリア信号生成部2aから入力されるキャリア信号CRと、図示しない指令値信号生成部から入力される指令値信号とから、三角波比較法によりPWM信号PWM1を生成するものである。PWM信号生成部3aは、生成したPWM信号PWM1をインバータ回路22に出力する。なお、指令値信号生成部は、指令値信号を各相(U相,V相,W相)ごとに生成して、PWM信号生成部3aに出力する。PWM信号生成部3aは、各相に対する指令値信号とキャリア信号CRとの比較により、各相に対する3つのPWM信号を生成する。また、PWM信号生成部3aは、生成された3つのPWM信号をそれぞれ反転させたPWM信号も生成する。PWM信号PWM1は、これらの6つのPWM信号を含む信号として表している。   The PWM signal generation unit 3a generates the PWM signal PWM1 by the triangular wave comparison method from the carrier signal CR input from the carrier signal generation unit 2a and the command value signal input from the command value signal generation unit (not shown). is there. The PWM signal generation unit 3a outputs the generated PWM signal PWM1 to the inverter circuit 22. The command value signal generator generates a command value signal for each phase (U phase, V phase, W phase) and outputs the command value signal to the PWM signal generator 3a. The PWM signal generation unit 3a generates three PWM signals for each phase by comparing the command value signal for each phase with the carrier signal CR. The PWM signal generation unit 3a also generates a PWM signal obtained by inverting each of the three generated PWM signals. The PWM signal PWM1 is represented as a signal including these six PWM signals.

位相補正部4aは、内部発振部1aから入力されるクロックパルス信号CLKの位相を進めたクロックパルス信号CLK’を生成するものである。位相補正部4aは、クロックパルス信号CLK’を、制御回路24b,24cに出力する。第3実施形態においては、各制御回路24a,24b,24c間の信号の入出力を、I/Oポートを介して行っている。この場合、フォトカプラ等の素子によって信号の位相が遅延する。位相補正部4aは、この位相の遅延分を補正するために、クロックパルス信号CLKから位相を進めたクロックパルス信号CLK’を生成している。   The phase correction unit 4a generates a clock pulse signal CLK 'in which the phase of the clock pulse signal CLK input from the internal oscillation unit 1a is advanced. The phase correction unit 4a outputs a clock pulse signal CLK 'to the control circuits 24b and 24c. In the third embodiment, input / output of signals between the control circuits 24a, 24b, and 24c is performed via the I / O ports. In this case, the phase of the signal is delayed by an element such as a photocoupler. The phase correction unit 4a generates a clock pulse signal CLK 'whose phase is advanced from the clock pulse signal CLK in order to correct the phase delay.

図10は、クロックパルス信号CLKの位相補正を説明するための図である。同図(a)は、内部発振部1aから出力されるクロックパルス信号CLKを示している。同図(b)は、位相補正部4aから出力されるクロックパルス信号CLK’を示している。クロックパルス信号CLK’は、クロックパルス信号CLKより所定値θだけ位相が進められている。所定値θは、I/Oポートを介する信号の位相の遅延に応じて、あらかじめ実験により適切な値に設定される。同図(c)は、制御回路24b,24cのキャリア信号生成部2b,2c(後述)にそれぞれ入力されるクロックパルス信号CLK”を示している。制御回路24aから出力される信号は制御回路24b,24cに入力されるまでに位相がθだけ遅延するので、クロックパルス信号CLK”は、クロックパルス信号CLK’より所定値θだけ位相が遅れている。これにより、キャリア信号生成部2aに入力されるクロックパルス信号CLKと位相が一致するクロックパルス信号CLK”が、キャリア信号生成部2b,2cに入力される。   FIG. 10 is a diagram for explaining the phase correction of the clock pulse signal CLK. FIG. 5A shows the clock pulse signal CLK output from the internal oscillation unit 1a. FIG. 4B shows the clock pulse signal CLK ′ output from the phase correction unit 4a. The phase of the clock pulse signal CLK ′ is advanced by a predetermined value θ from the clock pulse signal CLK. The predetermined value θ is set in advance to an appropriate value by experiment according to the phase delay of the signal through the I / O port. FIG. 4C shows a clock pulse signal CLK ″ input to carrier signal generators 2b and 2c (described later) of the control circuits 24b and 24c. The signal output from the control circuit 24a is the control circuit 24b. , 24c, the phase is delayed by θ, so that the phase of the clock pulse signal CLK ″ is delayed by a predetermined value θ from the clock pulse signal CLK ′. As a result, the clock pulse signal CLK ″ having the same phase as the clock pulse signal CLK input to the carrier signal generation unit 2a is input to the carrier signal generation units 2b and 2c.

図9に戻って、制御回路24bは、キャリア信号生成部2bおよびPWM信号生成部3bを備えている。キャリア信号生成部2bおよびPWM信号生成部3bは、制御回路24aのキャリア信号生成部2aおよびPWM信号生成部3aと同様の機能を果たす。キャリア信号生成部2bには、位相補正部4aより出力されるクロックパルス信号CLK’から位相が遅延したクロックパルス信号CLK”が入力される。上述したように、クロックパルス信号CLK’は、内部発振部1aから出力されるクロックパルス信号CLKを、各制御回路24a,24b,24c間での入出力時に遅延する位相θだけ予め進めた信号である。したがって、クロックパルス信号CLK”は、クロックパルス信号CLKと位相が一致した信号となる。これにより、PWM信号生成部3bで生成されるPWM信号PWM2の位相は、PWM信号生成部3aで生成されるPWM信号PWM1の位相と一致する。   Returning to FIG. 9, the control circuit 24b includes a carrier signal generation unit 2b and a PWM signal generation unit 3b. The carrier signal generation unit 2b and the PWM signal generation unit 3b perform the same functions as the carrier signal generation unit 2a and the PWM signal generation unit 3a of the control circuit 24a. The carrier signal generation unit 2b receives the clock pulse signal CLK ″ whose phase is delayed from the clock pulse signal CLK ′ output from the phase correction unit 4a. As described above, the clock pulse signal CLK ′ is an internal oscillator. The clock pulse signal CLK output from the unit 1a is a signal obtained by advancing in advance by the phase θ delayed at the time of input / output between the control circuits 24a, 24b, 24c. Therefore, the clock pulse signal CLK ″ is the clock pulse signal The signal is in phase with CLK. Accordingly, the phase of the PWM signal PWM2 generated by the PWM signal generation unit 3b matches the phase of the PWM signal PWM1 generated by the PWM signal generation unit 3a.

制御回路24cは、キャリア信号生成部2cおよびPWM信号生成部3cを備えている。キャリア信号生成部2cおよびPWM信号生成部3cは、制御回路24aのキャリア信号生成部2aおよびPWM信号生成部3aと同様の機能を果たす。キャリア信号生成部2cに入力されるクロックパルス信号CLK”もクロックパルス信号CLKと位相が一致した信号となっているので、PWM信号生成部3cで生成されるPWM信号PWM3の位相は、PWM信号生成部3aで生成されるPWM信号PWM1の位相と一致する。   The control circuit 24c includes a carrier signal generation unit 2c and a PWM signal generation unit 3c. The carrier signal generation unit 2c and the PWM signal generation unit 3c perform the same functions as the carrier signal generation unit 2a and the PWM signal generation unit 3a of the control circuit 24a. Since the clock pulse signal CLK ″ input to the carrier signal generation unit 2c is also a signal in phase with the clock pulse signal CLK, the phase of the PWM signal PWM3 generated by the PWM signal generation unit 3c is PWM signal generation. This coincides with the phase of the PWM signal PWM1 generated by the unit 3a.

第3実施形態においても、システムに用いる変圧器の数を抑制することができるので、上記第1および第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第3実施形態においては、制御回路24a,24b,24cからそれぞれ出力されるPWM信号PWM1,PWM2,PWM3の位相が一致している。したがって、各インバータ装置20a,20b,20cの間で循環電流の電流経路が形成されても、スイッチング周波数の高周波成分の循環電流を抑制することができる。その結果、零相電流Izに重畳される高周波成分の循環電流が抑制される。   Also in 3rd Embodiment, since the number of the transformers used for a system can be suppressed, there can exist an effect similar to the said 1st and 2nd embodiment. Furthermore, in the third embodiment, the phases of the PWM signals PWM1, PWM2, and PWM3 output from the control circuits 24a, 24b, and 24c, respectively, match. Therefore, even if the current path of the circulating current is formed between the inverter devices 20a, 20b, and 20c, the circulating current of the high frequency component of the switching frequency can be suppressed. As a result, the circulating current of the high frequency component superimposed on the zero phase current Iz is suppressed.

なお、第3実施形態では、制御回路24aから制御回路24bに出力される信号の位相の遅延と、制御回路24aから制御回路24cに出力される信号の位相の遅延とが同じ場合について説明しているが、両者の遅延位相が異なる場合は、それぞれの遅延位相に応じて位相を補正するようにすればよい。すなわち、制御回路24aから制御回路24bに出力される信号の位相の遅延を補正する位相補正部と、制御回路24aから制御回路24cに出力される信号の位相の遅延を補正する位相補正部とを設ければよい。   In the third embodiment, the case where the phase delay of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24b is the same as the phase delay of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24c will be described. However, if the delay phases are different, the phases may be corrected according to the respective delay phases. That is, a phase correction unit that corrects the phase delay of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24b, and a phase correction unit that corrects the phase delay of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24c. What is necessary is just to provide.

図11は、第3実施形態における別の実施例(以下では、上記に説明した図9に示す実施例を第1実施例とし、本実施例を第2実施例とする。)を説明するための図である。なお、同図において、図9に示す第1実施例と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。   FIG. 11 illustrates another example of the third embodiment (hereinafter, the example illustrated in FIG. 9 described above is referred to as a first example, and this example is referred to as a second example). FIG. In the figure, the same or similar elements as those in the first embodiment shown in FIG.

図11に示す第2実施例では、位相補正部が2個設けられている点で、第1実施例と異なる。位相補正部41aは、内部発振部1aから入力されるクロックパルス信号CLKの位相を、制御回路24aから制御回路24bに出力される信号の遅延位相θ’だけ進めたクロックパルス信号CLK1’を生成して出力するものである。位相補正部41aから出力されたクロックパルス信号CLK1’は、位相θ’だけ遅れたクロックパルス信号CLK1”として、キャリア信号生成部2bに入力される。クロックパルス信号CLK1”は、クロックパルス信号CLKと位相が一致した信号となるので、PWM信号生成部3bで生成されるPWM信号PWM2の位相は、PWM信号生成部3aで生成されるPWM信号PWM1の位相と一致する。   The second embodiment shown in FIG. 11 differs from the first embodiment in that two phase correction units are provided. The phase correction unit 41a generates a clock pulse signal CLK1 ′ in which the phase of the clock pulse signal CLK input from the internal oscillation unit 1a is advanced by the delay phase θ ′ of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24b. Output. The clock pulse signal CLK1 ′ output from the phase correction unit 41a is input to the carrier signal generation unit 2b as the clock pulse signal CLK1 ″ delayed by the phase θ ′. The clock pulse signal CLK1 ″ is the same as the clock pulse signal CLK. Since the signals match in phase, the phase of the PWM signal PWM2 generated by the PWM signal generation unit 3b matches the phase of the PWM signal PWM1 generated by the PWM signal generation unit 3a.

位相補正部42aは、内部発振部1aから入力されるクロックパルス信号CLKの位相を、制御回路24aから制御回路24cに出力される信号の遅延位相θ”だけ進めたクロックパルス信号CLK2’を生成して出力するものである。位相補正部42aから出力されたクロックパルス信号CLK2’は、位相θ”だけ遅れたクロックパルス信号CLK2”として、キャリア信号生成部2cに入力される。クロックパルス信号CLK2”は、クロックパルス信号CLKと位相が一致した信号となるので、PWM信号生成部3cで生成されるPWM信号PWM3の位相は、PWM信号生成部3aで生成されるPWM信号PWM1の位相と一致する。   The phase correction unit 42a generates a clock pulse signal CLK2 ′ in which the phase of the clock pulse signal CLK input from the internal oscillation unit 1a is advanced by the delay phase θ ″ of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24c. The clock pulse signal CLK2 ′ output from the phase correction unit 42a is input to the carrier signal generation unit 2c as the clock pulse signal CLK2 ″ delayed by the phase θ ″. The clock pulse signal CLK2 ″. Becomes a signal in phase with the clock pulse signal CLK, so the phase of the PWM signal PWM3 generated by the PWM signal generation unit 3c matches the phase of the PWM signal PWM1 generated by the PWM signal generation unit 3a.

第2実施例においては、制御回路24aから制御回路24bに出力される信号の遅延位相θ’と、制御回路24aから制御回路24cに出力される信号の遅延位相θ”とが異なる場合でも、制御回路24a,24b,24cからそれぞれ出力されるPWM信号PWM1,PWM2,PWM3の位相を一致させることができ、スイッチング周波数の高周波成分の循環電流を抑制することができる。その結果、零相電流Izに重畳される高周波成分の循環電流が抑制される。   In the second embodiment, control is performed even when the delay phase θ ′ of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24b is different from the delay phase θ ″ of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24c. The phases of the PWM signals PWM1, PWM2, and PWM3 output from the circuits 24a, 24b, and 24c can be made to coincide with each other, and the circulating current of the high frequency component of the switching frequency can be suppressed. The circulating current of the superimposed high frequency component is suppressed.

なお、上記第1および第2実施例では、クロックパルス信号を出力する側の制御回路24aに位相補正部を設けた場合について説明しているが、クロックパルス信号を入力される側の制御回路24b,24cに位相補正部を設けるようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the case where the phase correction unit is provided in the control circuit 24a on the clock pulse signal output side is described. However, the control circuit 24b on the clock pulse signal input side is described. , 24c may be provided with a phase correction unit.

図12は、第3実施形態における第3実施例を説明するための図である。なお、同図において、図11に示す第2実施例と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。   FIG. 12 is a diagram for explaining a third example of the third embodiment. In the figure, the same or similar elements as those in the second embodiment shown in FIG.

図12に示す第3実施例では、制御回路24aに位相補正部41a,42aが設けられる代わりに、制御回路24b,24cにそれぞれ位相補正部4b,4cが設けられている点で、第2実施例と異なる。   In the third embodiment shown in FIG. 12, in place of the phase correction units 41a and 42a provided in the control circuit 24a, the phase correction units 4b and 4c are provided in the control circuits 24b and 24c, respectively. Different from the example.

第3実施例においても、制御回路24aから制御回路24bに出力される信号の遅延位相θ’と、制御回路24aから制御回路24cに出力される信号の遅延位相θ”とが異なる場合でも、制御回路24a,24b,24cからそれぞれ出力されるPWM信号PWM1,PWM2,PWM3の位相を一致させることができ、スイッチング周波数の高周波成分の循環電流を抑制することができる。その結果、零相電流Izに重畳される高周波成分の循環電流が抑制される。   Even in the third embodiment, even when the delay phase θ ′ of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24b is different from the delay phase θ ″ of the signal output from the control circuit 24a to the control circuit 24c, the control is performed. The phases of the PWM signals PWM1, PWM2, and PWM3 output from the circuits 24a, 24b, and 24c can be made to coincide with each other, and the circulating current of the high frequency component of the switching frequency can be suppressed. The circulating current of the superimposed high frequency component is suppressed.

なお、上記第1ないし第3実施例では、制御回路24aから制御回路24b,24cにクロックパルス信号を出力する場合について説明しているが、キャリア信号を出力するようにしてもよい。   In the first to third embodiments, the case where the clock pulse signal is output from the control circuit 24a to the control circuits 24b and 24c has been described. However, a carrier signal may be output.

図13は、第3実施形態における第4実施例を説明するための図である。なお、同図において、図9に示す第1実施例と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。   FIG. 13 is a diagram for explaining a fourth example of the third embodiment. In the figure, the same or similar elements as those in the first embodiment shown in FIG.

図13に示す第4実施例では、位相補正部4aがクロックパルス信号CLKの位相を進めて出力する代わりに、キャリア位相補正部4a’がキャリア信号CRの位相を進めて出力する点と、制御回路24b,24cにキャリア信号生成部2b,2cを設けていない点で、第1実施例と異なる。   In the fourth embodiment shown in FIG. 13, instead of the phase correction unit 4 a advancing and outputting the phase of the clock pulse signal CLK, the carrier phase correction unit 4 a ′ advances and outputs the phase of the carrier signal CR. The circuit 24b, 24c is different from the first embodiment in that the carrier signal generators 2b, 2c are not provided.

キャリア位相補正部4a’は、キャリア信号生成部2aから入力されるキャリア信号CRの位相を所定値θだけ進めたキャリア信号CR’を生成するものである。キャリア位相補正部4a’は、キャリア信号CR’を、制御回路24b,24cに出力する。PWM信号生成部3b,3cには、キャリア位相補正部4a’より出力されるキャリア信号CR’から位相θだけ遅延したキャリア信号CR”が入力される。キャリア信号CR”は、キャリア信号CRと位相が一致した信号となる。これにより、PWM信号生成部3b,3cで生成されるPWM信号PWM2,PWM3の位相は、PWM信号生成部3aで生成されるPWM信号PWM1の位相と一致する。   The carrier phase correction unit 4a 'generates a carrier signal CR' in which the phase of the carrier signal CR input from the carrier signal generation unit 2a is advanced by a predetermined value θ. The carrier phase correction unit 4a 'outputs the carrier signal CR' to the control circuits 24b and 24c. The PWM signal generation units 3b and 3c receive a carrier signal CR "delayed by a phase θ from the carrier signal CR 'output from the carrier phase correction unit 4a'. The carrier signal CR" is phase-shifted with the carrier signal CR. Are the same signals. As a result, the phases of the PWM signals PWM2 and PWM3 generated by the PWM signal generation units 3b and 3c coincide with the phase of the PWM signal PWM1 generated by the PWM signal generation unit 3a.

第4実施例においても、制御回路24a,24b,24cからそれぞれ出力されるPWM信号PWM1,PWM2,PWM3の位相を一致させることができ、スイッチング周波数の高周波成分の循環電流を抑制することができる。その結果、零相電流Izに重畳される高周波成分の循環電流が抑制される。なお、第4実施例においても、図11と同様に、制御回路24a内にキャリア位相補正部を2個設けて、キャリア信号CRをそれぞれ対応する位相θ’,θ”だけ進めて制御回路24b,24cに出力するようにしてもよい。また、キャリア位相補正部を制御回路24aに設ける代わりに、図12と同様に、制御回路24b,24cにそれぞれ設けるようにしてもよい。   Also in the fourth embodiment, the phases of the PWM signals PWM1, PWM2, and PWM3 output from the control circuits 24a, 24b, and 24c can be matched, and the circulating current of the high-frequency component of the switching frequency can be suppressed. As a result, the circulating current of the high frequency component superimposed on the zero phase current Iz is suppressed. In the fourth embodiment, similarly to FIG. 11, two carrier phase correction units are provided in the control circuit 24a, and the carrier signal CR is advanced by the corresponding phases θ ′ and θ ″, respectively. Alternatively, the carrier phase correction unit may be provided in each of the control circuits 24b and 24c in the same manner as in FIG.

なお、制御回路24aの内部発振部1aからキャリア信号生成部2aに入力されるクロックパルス信号CLKと、制御回路24b,24c内のキャリア信号生成部2b,2cにそれぞれ入力されるクロックパルス信号との位相のずれが小さく、それに起因する、PWM信号生成部3a,3b,3cでそれぞれ生成されるPWM信号相互の位相差が特に問題とならない場合は、位相補正部を省略することができる。キャリア信号の位相のずれに起因する場合も同様に、PWM信号生成部3a,3b,3cでそれぞれ生成されるPWM信号相互の位相差が特に問題とならない場合は、キャリア位相補正部を省略することができる。   The clock pulse signal CLK input from the internal oscillation unit 1a of the control circuit 24a to the carrier signal generation unit 2a and the clock pulse signal input to the carrier signal generation units 2b and 2c in the control circuits 24b and 24c, respectively. When the phase shift is small and the phase difference between the PWM signals generated by the PWM signal generation units 3a, 3b, and 3c caused by the phase shift is not particularly problematic, the phase correction unit can be omitted. Similarly, when the phase difference between the PWM signals generated by the PWM signal generation units 3a, 3b, and 3c is not particularly problematic, the carrier phase correction unit is omitted in the case where the phase difference is caused by the carrier signal phase shift. Can do.

なお、第実施形態では、インバータ装置が3台並列接続されている場合について説明しているが、接続されるインバータ装置が2台の場合や4台以上の場合でも、本発明を適用することができる。また、各インバータ装置にそれぞれ別の直流電源が接続されている場合(図1参照)でも、1つの直流電源の出力を分配して各インバータ装置に入力する場合(図2参照)でも、本発明を適用することができる。 In the third embodiment, the case where three inverter devices are connected in parallel is described. However, the present invention is applied even when there are two inverter devices or four or more inverter devices connected. Can do. Even when separate DC power supplies are connected to the respective inverter devices (see FIG. 1), the present invention can be applied to the case where the output of one DC power supply is distributed and input to each inverter device (see FIG. 2). Can be applied.

次に、本発明に係る系統連系インバータシステムの第4実施形態について説明する。   Next, a fourth embodiment of the grid-connected inverter system according to the present invention will be described.

図14は、直流成分の循環電流の循環経路について説明するための図である。同図は、太線で示す循環電流の循環経路のみが、図6に示す回路図と異なる。説明の簡略化のため、直流電源側の特性は同一とし(出力電力が同じ)、インバータ装置a、bの三相フルブリッジインバータ部のスイッチングパターンも同一として考える。インバータ装置a、b間の違いはバス電圧差のみとする。バス電圧は、図14に示すインバータ装置a、b内のコンデンサC1の両端電圧Vbus1、Vbus2となる。このバス電圧を一定にするため、昇圧チョッパ部、及び三相フルブリッジインバータ部のスイッチングが制御されている。   FIG. 14 is a diagram for explaining the circulation path of the circulation current of the DC component. This figure is different from the circuit diagram shown in FIG. 6 only in the circulation path of the circulating current indicated by a bold line. For simplification of explanation, the characteristics on the DC power supply side are assumed to be the same (the output power is the same), and the switching patterns of the three-phase full-bridge inverter portions of the inverter devices a and b are also assumed to be the same. The difference between the inverter devices a and b is only the bus voltage difference. The bus voltages are the voltages Vbus1 and Vbus2 across the capacitor C1 in the inverter devices a and b shown in FIG. In order to make this bus voltage constant, switching of the step-up chopper section and the three-phase full-bridge inverter section is controlled.

この時、バス電圧検出回路のバラツキによる制御誤差等により、インバータ装置a、bのバス電圧に差が発生すると、例えばインバータ装置aのバス電圧Vbus1がインバータ装置bのバス電圧Vbus2よりも高い場合(Vbus1>Vbus2)、同図に示す太線の循環経路を流れる循環電流Iloopが発生する。なお、図14に示す循環経路は、スイッチング素子Q1、Q2の状態のみに着目した場合のものである。このように、スイッチング素子の状態を限定すると、図14に示す回路図は図15に示す等価回路図に変換して考えることができる。同図においては、インバータ装置a、bのコンデンサC1を含めた昇圧チョッパ部を理想的な直流電源と内部抵抗で置き換え、フィルタLCL1についてはL成分のみで置換し、インバータ装置aのフィルタLCL1のインダクタンス値をLa、インバータ装置bのフィルタLCL1のインダクタンス値をLbとしている。 At this time, if a difference occurs in the bus voltage of the inverter devices a and b due to a control error due to variations in the bus voltage detection circuit, for example, the bus voltage Vbus1 of the inverter device a is higher than the bus voltage Vbus2 of the inverter device b ( Vbus1> Vbus2), a circulating current I loop flowing through the thick circulation path shown in FIG. In addition, the circulation path shown in FIG. 14 is a thing at the time of paying attention only to the state of switching element Q1, Q2. As described above, when the states of the switching elements are limited, the circuit diagram shown in FIG. 14 can be converted into the equivalent circuit diagram shown in FIG. In the figure, the step-up chopper part including the capacitor C1 of the inverter devices a and b is replaced with an ideal DC power supply and an internal resistance, the filter LCL1 is replaced only with the L component, and the inductance of the filter LCL1 of the inverter device a The value is La, and the inductance value of the filter LCL1 of the inverter device b is Lb.

Vbus1=Vbus2の場合を考えると、インバータ装置a、bのスイッチング素子Q1、Q2のスイッチングパターンが同一であるので、インバータ装置a、b間に循環電流は発生しない。しかし、Vbus1>Vbus2の場合、同図(a)に示すように、スイッチング素子のQ1がオン、Q2がオフの状態でインバータ装置aからbへの循環電流が発生する。このとき、インバータ装置a、bのスイッチング素子のQ1がオフに、Q2がオンに同時に切り替わると、同図(b)に示すように、La、Lbのインダクタンス作用により、インバータ装置aからbに継続して循環電流が同方向に流れる。すなわち、同図(a)と同図(b)の状態が交互に切り替わることで、同方向に流れる直流成分の循環電流が継続して発生する。   Considering the case of Vbus1 = Vbus2, since the switching patterns of the switching elements Q1 and Q2 of the inverter devices a and b are the same, no circulating current is generated between the inverter devices a and b. However, when Vbus1> Vbus2, a circulating current is generated from the inverter devices a to b with the switching element Q1 on and Q2 off as shown in FIG. At this time, when Q1 of the switching elements of the inverter devices a and b are simultaneously switched off and Q2 is switched on, the inverter devices a to b are continued by the inductance action of La and Lb as shown in FIG. Circulating current flows in the same direction. In other words, by alternately switching the states of FIG. 5A and FIG. 5B, a DC component circulating current flowing in the same direction is continuously generated.

よって、零相電流Iz(図5参照)に重畳される直流成分の循環電流は、各インバータ装置20a,20b,20cのバス電圧の間に差が生じた場合に発生する。第4実施形態では、各インバータ装置20a,20b,20cにおいて、出力電流の零相電流Izから直流成分を抽出して、これをゼロにフィードバック制御するための補正値をバス電圧の目標値に加算することで、直流成分の循環電流を抑制する。   Therefore, the DC component circulating current superimposed on the zero-phase current Iz (see FIG. 5) is generated when a difference occurs between the bus voltages of the inverter devices 20a, 20b, and 20c. In the fourth embodiment, in each of the inverter devices 20a, 20b, and 20c, a DC component is extracted from the zero-phase current Iz of the output current, and a correction value for performing feedback control to zero is added to the target value of the bus voltage. By doing so, the circulating current of the DC component is suppressed.

図16は、本発明に係る系統連系インバータシステムの第4実施形態を説明するための図である。同図においては、インバータ装置20aの内部構成のみを記載している。なお、インバータ装置20b、20cの内部構成はインバータ装置20aと同様であり、その他の構成は図1に示す系統連系インバータシステムAと同様であるので、記載を省略している。また、制御回路24の内部構成のうち第4実施形態の上記の要点に特に関係しない構成(内部発振部1a,キャリア信号生成部2aなど)についても、記載を省略している。   FIG. 16 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the grid-connected inverter system according to the present invention. Only the internal configuration of the inverter device 20a is shown in FIG. The internal configuration of the inverter devices 20b and 20c is the same as that of the inverter device 20a, and the other configuration is the same as that of the grid interconnection inverter system A shown in FIG. Also, the description of the internal configuration of the control circuit 24 that is not particularly related to the above-described main points of the fourth embodiment (such as the internal oscillation unit 1a and the carrier signal generation unit 2a) is omitted.

同図に示すインバータ装置20aには、フィルタ回路23の出力側に零相電流検出回路26が設けられている。零相電流検出回路26は、フィルタ回路23から出力される各相(U相,V相,W相)の交流電流を検出し、検出された各相の交流電流信号を加算することで零相電流信号を生成して制御回路24に出力する。バス電圧検出回路25は、DC/DCコンバータ回路21から出力されるバス電圧を検出し、検出されたバス電圧信号を制御回路24に出力するものであり、図1において記載を省略していた検出回路である。   In the inverter device 20a shown in the figure, a zero-phase current detection circuit 26 is provided on the output side of the filter circuit 23. The zero-phase current detection circuit 26 detects the alternating current of each phase (U-phase, V-phase, W-phase) output from the filter circuit 23 and adds the detected alternating current signal of each phase to the zero-phase. A current signal is generated and output to the control circuit 24. The bus voltage detection circuit 25 detects the bus voltage output from the DC / DC converter circuit 21, and outputs the detected bus voltage signal to the control circuit 24. The detection that is not shown in FIG. Circuit.

制御回路24は、直流成分抽出部5、指令値信号生成部6、およびPWM信号生成部3を備えている。直流成分抽出部5は、零相電流検出回路26より入力される零相電流信号から交流成分を除去して直流成分を抽出するものであり、ローパスフィルタを備えている。直流成分抽出部5は、抽出された零相電流信号の直流成分を指令値信号生成部6に出力する。   The control circuit 24 includes a DC component extraction unit 5, a command value signal generation unit 6, and a PWM signal generation unit 3. The direct current component extraction unit 5 removes an alternating current component from the zero phase current signal input from the zero phase current detection circuit 26 and extracts a direct current component, and includes a low-pass filter. The DC component extraction unit 5 outputs the extracted DC component of the zero-phase current signal to the command value signal generation unit 6.

指令値信号生成部6は、バス電圧検出回路25から入力されるバス電圧信号と、その目標値であるバス電圧目標値と、直流成分抽出部5から入力される零相電流信号の直流成分とから、指令値信号を生成して、PWM信号生成部3に出力するものである。   The command value signal generation unit 6 includes a bus voltage signal input from the bus voltage detection circuit 25, a bus voltage target value that is a target value thereof, and a DC component of a zero-phase current signal input from the DC component extraction unit 5. From this, a command value signal is generated and output to the PWM signal generating unit 3.

指令値信号生成部6は、PI制御部61,62、および電流制御部63を備えている。PI制御部61は、零相電流信号の直流成分をゼロにフィードバック制御するためのものである。PI制御部61は、直流成分抽出部5から零相電流信号の直流成分を入力され、PI制御を行って、補正値を出力する。当該補正値は、バス電圧目標値に加算される(以下では、当該補正値が加算されたバス電圧目標値を、「補正目標値」とする。)。PI制御部62は、インバータ装置20aのバス電圧を補正目標値にフィードバック制御するためのものである。PI制御部62は、バス電圧検出回路25より入力されるバス電圧信号と補正目標値との偏差を入力され、PI制御を行って、補正値を電流制御部63に出力する。電流制御部63は、フィルタ回路23から出力される各相の交流電流を目標電流にフィードバック制御するためのものである。電流制御部63は、PI制御部62から入力される補正値に基づいて各相の指令値信号を生成して、PWM信号生成部3に出力する。具体的には、フィルタ回路23から出力される各相の交流電流を検出した各交流電流信号と、PI制御部62から入力される補正値を加算された目標電流値との偏差をゼロにするための補正値を指令値信号として出力する。   The command value signal generation unit 6 includes PI control units 61 and 62 and a current control unit 63. The PI control unit 61 is for feedback control of the DC component of the zero-phase current signal to zero. The PI control unit 61 receives the DC component of the zero-phase current signal from the DC component extraction unit 5, performs PI control, and outputs a correction value. The correction value is added to the bus voltage target value (hereinafter, the bus voltage target value to which the correction value is added is referred to as “correction target value”). The PI control unit 62 is for feedback control of the bus voltage of the inverter device 20a to the correction target value. The PI control unit 62 receives a deviation between the bus voltage signal input from the bus voltage detection circuit 25 and the correction target value, performs PI control, and outputs the correction value to the current control unit 63. The current control unit 63 is for performing feedback control of the alternating current of each phase output from the filter circuit 23 to the target current. The current control unit 63 generates a command value signal for each phase based on the correction value input from the PI control unit 62 and outputs the command value signal to the PWM signal generation unit 3. Specifically, the deviation between each alternating current signal detected from each phase alternating current output from the filter circuit 23 and the target current value obtained by adding the correction value input from the PI control unit 62 is made zero. The correction value is output as a command value signal.

PWM信号生成部3は、先述したように、図示しないキャリア信号生成部から入力されるキャリア信号CRと、指令値信号生成部6から入力される指令値信号とから、PWM信号PWM1を生成するものである。PWM信号生成部3は、生成したPWM信号PWM1をインバータ回路22に出力する。   As described above, the PWM signal generation unit 3 generates the PWM signal PWM1 from the carrier signal CR input from the carrier signal generation unit (not shown) and the command value signal input from the command value signal generation unit 6. It is. The PWM signal generation unit 3 outputs the generated PWM signal PWM1 to the inverter circuit 22.

第4実施形態においても、用いる変圧器の数を抑制することができるので、上記第1および第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第4実施形態においては、零相電流信号の直流成分がゼロにフィードバック制御されるので、各インバータ装置20a,20b,20cの間で電流経路が形成されても、直流成分の循環電流を抑制することができる。   Also in the fourth embodiment, since the number of transformers to be used can be suppressed, the same operational effects as those in the first and second embodiments can be obtained. Furthermore, in the fourth embodiment, since the DC component of the zero-phase current signal is feedback-controlled to zero, even if a current path is formed between the inverter devices 20a, 20b, and 20c, the circulating current of the DC component is reduced. Can be suppressed.

なお、第4実施形態では、零相電流検出回路26を、フィルタ回路23から出力される各相の交流電流を検出し、検出された各相の交流電流信号を加算することで零相電流信号を生成する構成としているが、これに限られない。例えば、零相電流検出回路26を、零相変流器としてもよい。また、図17に示すように、直流電源側の接地ライン上を流れる電流を検出する循環電流検出回路を設け、直流成分抽出部5へ入力することにより、同様の効果を得ることができる。また、指令値信号生成部6の内部構成は上記に限定されず、直流成分抽出部5から入力される零相電流信号の直流成分をゼロにフィードバック制御するための指令値信号を生成する構成であればよい。   In the fourth embodiment, the zero-phase current detection circuit 26 detects the alternating current of each phase output from the filter circuit 23, and adds the detected alternating current signals of each phase, thereby adding a zero-phase current signal. Although it is set as the structure which produces | generates, it is not restricted to this. For example, the zero phase current detection circuit 26 may be a zero phase current transformer. In addition, as shown in FIG. 17, a similar effect can be obtained by providing a circulating current detection circuit that detects a current flowing on the ground line on the DC power supply side and inputting it to the DC component extraction unit 5. Further, the internal configuration of the command value signal generation unit 6 is not limited to the above, and is a configuration that generates a command value signal for feedback control of the DC component of the zero-phase current signal input from the DC component extraction unit 5 to zero. I just need it.

なお、第4実施形態では、直流成分の循環電流の抑制制御を、すべてのインバータ装置20a,20b,20cで行っているが、これに限られない。インバータ装置20a,20b,20cのうちのいずれか1つ(例えば、インバータ装置20a)のみで抑制制御を行うようにしてもよい。この場合でも、1つのインバータ装置の零相電流信号の直流成分が抑制されるので、各インバータ装置20a,20b,20cの間で電流経路が形成されても、直流成分の循環電流を抑制することができる。   In addition, in 4th Embodiment, although suppression control of the circulating current of a DC component is performed by all the inverter apparatuses 20a, 20b, 20c, it is not restricted to this. The suppression control may be performed only by any one of the inverter devices 20a, 20b, and 20c (for example, the inverter device 20a). Even in this case, since the DC component of the zero-phase current signal of one inverter device is suppressed, even if a current path is formed between the inverter devices 20a, 20b, 20c, the circulating current of the DC component is suppressed. Can do.

また、インバータ装置20a,20b,20cのうちのいずれか1つ(例えば、インバータ装置20a)のみで抑制制御を行わないようにしても構わない。この場合でも、残り2つのインバータ装置の零相電流信号の直流成分が抑制されるので、各インバータ装置20a,20b,20cの間で電流経路が形成されても、直流成分の循環電流を抑制することができる。また、全てのインバータ装置20a,20b,20cが同時に循環電流抑制を行うことにより制御が安定しなくなる(制御が干渉しあって制御の収束ポイントが定まらない)という不都合を回避することができる。   In addition, the suppression control may not be performed by only one of the inverter devices 20a, 20b, and 20c (for example, the inverter device 20a). Even in this case, since the DC component of the zero-phase current signal of the remaining two inverter devices is suppressed, the circulating current of the DC component is suppressed even if a current path is formed between the inverter devices 20a, 20b, and 20c. be able to. Further, since all the inverter devices 20a, 20b, and 20c simultaneously suppress the circulating current, it is possible to avoid the inconvenience that the control becomes unstable (the control interferes and the control convergence point is not determined).

次に、本発明に係る系統連系インバータシステムの第5実施形態について説明する。   Next, a fifth embodiment of the grid-connected inverter system according to the present invention will be described.

一般的に、太陽光発電用の系統連系インバータシステムにおいては、太陽電池の出力電力を有効に取り出すために最大電力点追従制御(以下、「Pmax制御」とする。)が標準装備されることが多い。Pmax制御は太陽電池アレイ毎に行えば高効率化が実現できるため、本発明のシステムを太陽電池に適用した場合、図1の構成により各インバータ装置20a,20b,20cがそれぞれ独立してPmax制御を行った方がよい。よって、このような場合においては、各インバータ装置20a,20b,20cの制御回路24が出力するPWM信号のパターンが異なることになる。 Generally, in a grid-connected inverter system for photovoltaic power generation, maximum power point tracking control (hereinafter referred to as “Pmax control”) is provided as a standard in order to effectively extract the output power of the solar cell. There are many. If the Pmax control is performed for each solar cell array, high efficiency can be realized. Therefore, when the system of the present invention is applied to a solar cell, each inverter device 20a, 20b, 20c is independently controlled by the configuration of FIG. It is better to go. Therefore, in such a case, the pattern of the PWM signal output from the control circuit 24 of each inverter device 20a, 20b, 20c is different.

例えば、インバータ装置20aに接続された太陽電池アレイ(図1において、直流電源10aに対応する)の出力電力に対して、インバータ装置20bに接続された太陽電池アレイ(図1において、直流電源10bに対応する)の出力電力の方が大きい場合、インバータ装置20aと比較してインバータ装置20bのPWM信号のデューティ幅(パルスのオン状態の時間の長さ)が大きくなるよう制御される。すなわち、各インバータ装置20a,20b,20c間でPWM信号のオンとオフの切替タイミングのずれが発生し、結果、循環電流が発生することになる。この点においては、第3実施形態で説明した高周波成分の循環電流の発生要因と同じである(図6〜8参照)。但し、このデューティ幅の差に起因する循環電流は、図7に示すPWM信号の位相差による場合と違って、インバータ出力電流の瞬時値の大小に連動して変化する。その結果、インバータ回路22(図1参照)が三相フルブリッジインバータの場合においては、フィルタ回路23等のインピーダンス成分により高周波成分が3次成分に変換されて発生する。   For example, with respect to the output power of the solar cell array connected to the inverter device 20a (corresponding to the DC power source 10a in FIG. 1), the solar cell array connected to the inverter device 20b (in FIG. 1 to the DC power source 10b) When the output power of (corresponding) is larger, the duty width of the PWM signal of the inverter device 20b (the length of time in the pulse ON state) is controlled to be larger than that of the inverter device 20a. That is, the PWM signal is turned on and off at different timings between the inverter devices 20a, 20b, and 20c, and as a result, a circulating current is generated. This point is the same as the generation factor of the circulating current of the high frequency component described in the third embodiment (see FIGS. 6 to 8). However, unlike the case of the PWM signal phase difference shown in FIG. 7, the circulating current caused by the difference in duty width changes in conjunction with the magnitude of the instantaneous value of the inverter output current. As a result, when the inverter circuit 22 (see FIG. 1) is a three-phase full bridge inverter, a high frequency component is converted into a third order component by the impedance component of the filter circuit 23 and the like, and is generated.

よって、零相電流Iz(図5参照)に重畳される3次成分の循環電流は、各インバータ装置20a,20b,20cの出力電力に差が生じてPWM信号のデューティ幅が異なってしまうために発生する。第5実施形態では、各インバータ装置20a,20b,20cにおいて、出力電流の零相電流Izから3次成分を抽出して、これをゼロにフィードバック制御するための補正値を指令値信号に加算することにより、3次成分の循環電流を抑制する。   Therefore, the circulating current of the third-order component superimposed on the zero-phase current Iz (see FIG. 5) causes a difference in the output power of each inverter device 20a, 20b, 20c and the duty width of the PWM signal differs. Occur. In the fifth embodiment, in each inverter device 20a, 20b, 20c, a third-order component is extracted from the zero-phase current Iz of the output current, and a correction value for performing feedback control to zero is added to the command value signal. This suppresses the circulating current of the tertiary component.

出力電流の零相電流Izから3次成分を抽出する方法について以下に示す。   A method for extracting the third-order component from the zero-phase current Iz of the output current will be described below.

零相電流検出回路26から入力される零相電流信号を回転角3ωt(なお、ωは、系統電圧の周波数fの角周波数(ω=2πf)である。)で回転する回転座標系に変換すると、同じ回転角3ωtの成分である3次成分が直流成分(以下では、回転座標変換後の直流成分を「直流量」とする。)に変換される。3次成分以外の成分は交流成分(以下では、回転座標変換後の交流成分を「交流量」とする。)に変換されているので、交流量を除去して直流量を抽出することで、3次成分のみを抽出することができる。   When the zero-phase current signal input from the zero-phase current detection circuit 26 is converted into a rotating coordinate system that rotates at a rotation angle 3ωt (where ω is an angular frequency (ω = 2πf) of the frequency f of the system voltage). The third-order component that is the component of the same rotation angle 3ωt is converted into a DC component (hereinafter, the DC component after the rotation coordinate conversion is referred to as “DC amount”). Since the components other than the tertiary component are converted to AC components (hereinafter, the AC component after the rotation coordinate conversion is referred to as “AC amount”), by removing the AC amount and extracting the DC amount, Only tertiary components can be extracted.

零相電流信号をIz(t)=Asin(3ωt+θ)とし、回転行列[sin3ωt cos3ωt]Tを左側から乗じる。そうすると、下記()式により、回転変換後のsin成分αとcos成分βとが算出される。なお、零相電流信号には、高周波成分および直流成分も含まれるが、sin成分αとcos成分βから直流量を抽出したときに除去されるので、説明の簡略化のために省略している。 The zero-phase current signal is set to Iz (t) = Asin (3ωt + θ), and the rotation matrix [sin3ωt cos3ωt] T is multiplied from the left side. Then, the sin component α and the cos component β after rotation conversion are calculated by the following equation ( 3 ). Note that the zero-phase current signal includes a high-frequency component and a direct-current component, but is removed when the direct-current amount is extracted from the sin component α and the cos component β. .

Figure 0005389566
Figure 0005389566

ここで、[α β]Tに対して、直流量を抽出すると、下記(4)式が算出される。[α β]Tはそれぞれ定数値となり、零相電流信号Iz(t)=Asin(3ωt+θ)の振幅A、位相差θを算出することが可能となる。 Here, when the DC amount is extracted with respect to [α β] T , the following equation (4) is calculated. [α β] T is a constant value, and the amplitude A and the phase difference θ of the zero-phase current signal Iz (t) = Asin (3ωt + θ) can be calculated.

Figure 0005389566
Figure 0005389566

また、[α β]Tから零相電流信号Iz(t)を復元する場合は、逆変換行列(2・[sin3ωt cos3ωt])を左側から乗ずることにより、下記(5)式で算出することができる。 When the zero-phase current signal Iz (t) is restored from [α β] T , it can be calculated by the following equation (5) by multiplying the inverse transformation matrix (2 · [sin3ωt cos3ωt]) from the left side. it can.

Figure 0005389566
Figure 0005389566

図18は、本発明に係る系統連系インバータシステムの第5実施形態を説明するための図である。同図においては、制御回路24の内部構成の一部と零相電流検出回路26を記載している。なお、制御回路24および零相電流検出回路26以外の構成は、図1に示す系統連系インバータシステムAと同様であるので、記載を省略している。また、制御回路24の内部構成のうち第5実施形態の説明において必要ない構成(内部発振部1a,キャリア信号生成部2aなど)についても、記載を省略している。   FIG. 18 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the grid interconnection inverter system according to the present invention. In the figure, a part of the internal configuration of the control circuit 24 and the zero-phase current detection circuit 26 are shown. The configuration other than the control circuit 24 and the zero-phase current detection circuit 26 is the same as that of the grid-connected inverter system A shown in FIG. Also, descriptions of the internal configurations of the control circuit 24 that are not necessary in the description of the fifth embodiment (such as the internal oscillation unit 1a and the carrier signal generation unit 2a) are omitted.

制御回路24は、PWM信号生成部3および指令値信号生成部6を備えている。PWM信号生成部3は、先述したように、図示しないキャリア信号生成部から入力されるキャリア信号CRと、指令値信号生成部6から入力される指令値信号とから、PWM信号PWM1を生成するものであり、生成したPWM信号PWM1をインバータ回路22(図1参照)に出力する。   The control circuit 24 includes a PWM signal generation unit 3 and a command value signal generation unit 6. As described above, the PWM signal generation unit 3 generates the PWM signal PWM1 from the carrier signal CR input from the carrier signal generation unit (not shown) and the command value signal input from the command value signal generation unit 6. The generated PWM signal PWM1 is output to the inverter circuit 22 (see FIG. 1).

指令値信号生成部6は、零相電流検出回路26から入力される零相電流信号に基づいて指令値信号を生成して、PWM信号生成部3に出力する。指令値信号生成部6は、電流制御部63および零相3次成分制御部64を備えている。電流制御部63は、先述したように、フィルタ回路23(図1参照)から出力される各相の交流電流を目標電流にフィードバック制御するための指令値信号を生成して、PWM信号生成部3に出力する。   The command value signal generation unit 6 generates a command value signal based on the zero phase current signal input from the zero phase current detection circuit 26 and outputs the command value signal to the PWM signal generation unit 3. The command value signal generation unit 6 includes a current control unit 63 and a zero-phase tertiary component control unit 64. As described above, the current control unit 63 generates a command value signal for feedback control of the AC current of each phase output from the filter circuit 23 (see FIG. 1) to the target current, and the PWM signal generation unit 3 Output to.

零相3次成分制御部64は、零相電流検出回路26より入力される零相電流信号から3次成分を抽出して、これをゼロにフィードバック制御するための補正値を出力するものである。電流制御部63が出力する指令値信号は、零相3次成分制御部64が出力する補正値を加算されて、PWM信号生成部3に入力される。   The zero-phase third-order component control unit 64 extracts a third-order component from the zero-phase current signal input from the zero-phase current detection circuit 26, and outputs a correction value for performing feedback control to zero. . The command value signal output from the current control unit 63 is added to the correction value output from the zero-phase third-order component control unit 64 and input to the PWM signal generation unit 3.

零相3次成分制御部64は、回転変換部641、フィルタ部642,643、PI制御部644,645、補正値生成部646を備えている。   The zero-phase third-order component control unit 64 includes a rotation conversion unit 641, filter units 642 and 643, PI control units 644 and 645, and a correction value generation unit 646.

回転変換部641は、零相電流検出回路26より入力される零相電流信号Iz(t)を、下記(6)式および(7)式に基づいて、sin成分Izs(t)とcos成分Izc(t)に変換するものであり、前述の(3)式に対応する。sin成分Izs(t)はフィルタ部642に出力され、cos成分Izc(t)はフィルタ部642に出力される。   The rotation converter 641 converts the zero-phase current signal Iz (t) input from the zero-phase current detection circuit 26 into a sin component Izs (t) and a cos component Izc based on the following equations (6) and (7). This is converted to (t), and corresponds to the above-described equation (3). The sin component Izs (t) is output to the filter unit 642, and the cos component Izc (t) is output to the filter unit 642.

Izs(t)=Iz(t)・sin 3ωt ・・・(6)
Izc(t)=Iz(t)・cos 3ωt ・・・(7)
ここで、ω=2πf[rad/s]であり、周波数f[Hz]の値は、PLL等によって、系統電圧の周波数に一致しているものとする。
Izs (t) = Iz (t) · sin 3ωt (6)
Izc (t) = Iz (t) · cos 3ωt (7)
Here, it is assumed that ω = 2πf [rad / s] and the value of the frequency f [Hz] matches the frequency of the system voltage by a PLL or the like.

フィルタ部642は、回転変換部641より入力されるsin成分Izs(t)から交流量を除去して直流量Ysを抽出して出力するものである。フィルタ部643は、回転変換部641より入力されるcos成分Izc(t)から交流量を除去して直流量Xcを抽出して出力するものであり、前述の(4)式に対応する。回転変換部641およびフィルタ部642,643により、零相電流信号の3次成分が直流量に変換されて抽出される。   The filter unit 642 extracts the direct current amount Ys by removing the alternating current amount from the sin component Izs (t) input from the rotation conversion unit 641 and outputs it. The filter unit 643 removes the AC amount from the cos component Izc (t) input from the rotation conversion unit 641 and extracts and outputs the DC amount Xc, and corresponds to the above-described equation (4). The rotation conversion unit 641 and the filter units 642 and 643 convert the third-order component of the zero-phase current signal into a DC amount and extract it.

PI制御部644,645は、零相電流信号の3次成分をゼロにフィードバック制御するためのものである。PI制御部644は、フィルタ部642から出力される直流量Ysとその目標値である「0」との偏差を入力され、PI制御を行って、直流量補正値Yspiを出力する。PI制御部645は、フィルタ部643から出力される直流量Xcとその目標値である「0」との偏差を入力され、PI制御を行って、直流量補正値Xcpiを出力する。   The PI control units 644 and 645 are for feedback control of the third-order component of the zero-phase current signal to zero. The PI control unit 644 receives a deviation between the DC amount Ys output from the filter unit 642 and its target value “0”, performs PI control, and outputs a DC amount correction value Yspi. The PI control unit 645 receives a deviation between the DC amount Xc output from the filter unit 643 and its target value “0”, performs PI control, and outputs a DC amount correction value Xcpi.

補正値生成部646は、PI制御部644,645よりそれぞれ入力される直流量補正値Yspiおよび直流量補正値Xcpiを、下記(8)式および(9)式に基づいて、それぞれsin成分補正値Izsr(t)とcos成分補正値Izcr(t)に変換し、これらを加算した補正値Izr(t)を出力するものであり、前述の(5)式に対応する。   The correction value generation unit 646 converts the DC amount correction value Yspi and the DC amount correction value Xcpi input from the PI control units 644 and 645, respectively, into sin component correction values based on the following equations (8) and (9). This is converted to Izsr (t) and cos component correction value Izcr (t) and added to output a correction value Izr (t), which corresponds to the above-mentioned equation (5).

Izsr(t)=2・Yspi・sin(3ωt+φ) ・・・(8)
Izcr(t)=2・Xcpi・cos(3ωt+φ) ・・・(9)
ここで、φは、零相電流検出回路26の遅れ要素や、インバータ回路22の循環電流経路上の遅れ要素(インダクタンス成分)を補償するための値であり、各種インバータ装置に応じて適切な値に設定される。
Izsr (t) = 2 ・ Yspi ・ sin (3ωt + φ) (8)
Izcr (t) = 2 ・ Xcpi ・ cos (3ωt + φ) (9)
Here, φ is a value for compensating for a delay element of the zero-phase current detection circuit 26 and a delay element (inductance component) on the circulating current path of the inverter circuit 22 , and is an appropriate value according to various inverter devices. Set to

第5実施形態では、3次成分の抑制制御を容易化するため、零相電流信号Iz(t)に回転行列を乗じてから直流量を抽出することで、零相電流信号の3次成分をsin成分とcos成分とに分けて抽出しているが、これに限られない。零相電流信号Iz(t)から直接3次成分を抽出するようにしてもよいし、直流量を抽出せずにそのまま制御するようにしてもよい。   In the fifth embodiment, in order to facilitate the suppression control of the third-order component, the third-order component of the zero-phase current signal is extracted by multiplying the zero-phase current signal Iz (t) by the rotation matrix and then extracting the DC amount. Although it is extracted separately for the sin component and the cos component, it is not limited to this. The tertiary component may be directly extracted from the zero-phase current signal Iz (t), or may be controlled as it is without extracting the DC amount.

第5実施形態においても、用いる変圧器の数を抑制することができるので、上記第1および第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第5実施形態においては、零相電流信号の3次成分がゼロにフィードバック制御されるので、各インバータ装置20a,20b,20cの間で電流経路が形成されても、3次成分の循環電流を抑制することができる。   Also in the fifth embodiment, since the number of transformers to be used can be suppressed, the same effects as those in the first and second embodiments can be achieved. Furthermore, in the fifth embodiment, since the tertiary component of the zero-phase current signal is feedback-controlled to zero, even if a current path is formed between the inverter devices 20a, 20b, and 20c, the tertiary component is circulated. Current can be suppressed.

なお、指令値信号生成部6の内部構成は上記に限定されず、零相電流検出回路26より入力される零相電流信号の3次成分をゼロにフィードバック制御するための指令値信号を生成する構成であればよい。   Note that the internal configuration of the command value signal generation unit 6 is not limited to the above, and generates a command value signal for feedback control of the third-order component of the zero-phase current signal input from the zero-phase current detection circuit 26 to zero. Any configuration may be used.

なお、第5実施形態では、3次成分の循環電流の抑制制御を、すべてのインバータ装置20a,20b,20cで行っているが、これに限られない。インバータ装置20a,20b,20cのうちのいずれか1つ(例えば、インバータ装置20a)のみで抑制制御を行うようにしてもよい。この場合でも、1つのインバータ装置の零相電流信号の3次成分が抑制されるので、各インバータ装置20a,20b,20cの間で電流経路が形成されても、3次成分の循環電流を抑制することができる。   In addition, in 5th Embodiment, although suppression control of the circulating current of a tertiary component is performed by all the inverter apparatuses 20a, 20b, 20c, it is not restricted to this. The suppression control may be performed only by any one of the inverter devices 20a, 20b, and 20c (for example, the inverter device 20a). Even in this case, since the tertiary component of the zero-phase current signal of one inverter device is suppressed, even if a current path is formed between the inverter devices 20a, 20b, 20c, the circulating current of the tertiary component is suppressed. can do.

また、インバータ装置20a,20b,20cのうちのいずれか1つ(例えば、インバータ装置20a)のみで抑制制御を行わないようにしても構わない。この場合でも、残り2つのインバータ装置の零相電流信号の3次成分が抑制されるので、各インバータ装置20a,20b,20cの間で電流経路が形成されても、3次成分の循環電流を抑制することができる。また、全てのインバータ装置20a,20b,20cが同時に循環電流抑制を行うことにより制御が安定しなくなる(制御が干渉しあって制御の収束ポイントが定まらない)という不都合を回避することができる。   In addition, the suppression control may not be performed by only one of the inverter devices 20a, 20b, and 20c (for example, the inverter device 20a). Even in this case, since the tertiary component of the zero-phase current signal of the remaining two inverter devices is suppressed, even if a current path is formed between the inverter devices 20a, 20b, and 20c, the circulating current of the tertiary component is reduced. Can be suppressed. Further, since all the inverter devices 20a, 20b, and 20c simultaneously suppress the circulating current, it is possible to avoid the inconvenience that the control becomes unstable (the control interferes and the control convergence point is not determined).

なお、上述した第3ないし第5実施形態の3種類の循環電流抑制対策用の回路は、それぞれ抑制対象の循環電流の種類が異なるので、いずれか1つを設ければ、零相電流Izを抑制する効果があるが、いずれか2つ組み合わせた構成もしくは全てを組み合わせた構成にすれば、零相電流Izを可及的にゼロに抑制することができる効果を奏する。 Since the three types of circulating current suppression countermeasure circuits of the third to fifth embodiments described above have different types of circulating currents to be suppressed, if any one is provided, the zero-phase current Iz is reduced. Although there is an effect of suppressing, if a configuration in which any two are combined or a configuration in which all are combined, the zero phase current Iz can be suppressed to zero as much as possible.

図19は、インバータ装置20aの制御回路24aに高周波成分、直流成分及び3次成分をそれぞれ抑制する回路を追加したブロック構成図である。なお、インバータ装置20bの制御回路24bおよびインバータ装置20cの制御回路24cにおけるブロックAの構成は、図19とは異なり、キャリア信号生成部2b、2cのみとなる。   FIG. 19 is a block configuration diagram in which a circuit for suppressing high-frequency components, DC components, and tertiary components is added to the control circuit 24a of the inverter device 20a. Note that the configuration of the block A in the control circuit 24b of the inverter device 20b and the control circuit 24c of the inverter device 20c is different from that in FIG. 19 and includes only carrier signal generation units 2b and 2c.

同図の一点差線で囲むブロックAが高周波成分を抑制するための回路であり、ブロックBが直流成分を抑制するための回路であり、ブロックCが3次成分を抑制するための回路である。ブロックAでは、各制御回路24a,24b,24cが出力するPWM信号の位相を一致させるために、内部発振部1aが生成するクロックパルス信号CLKの位相を補正して各制御回路24b,24cに出力する動作が行われる。また、ブロックBでは、零相電流Izの直流成分をゼロにフィードバック制御する動作が行われ、ブロックCでは、零相電流Izの3次成分をゼロにフィードバック制御する動作が行われる。   A block A surrounded by a one-dot difference line in the drawing is a circuit for suppressing high-frequency components, a block B is a circuit for suppressing DC components, and a block C is a circuit for suppressing tertiary components. . In block A, the phase of the clock pulse signal CLK generated by the internal oscillation unit 1a is corrected and output to each control circuit 24b, 24c in order to match the phase of the PWM signal output from each control circuit 24a, 24b, 24c. Is performed. In block B, an operation for feedback control of the DC component of the zero-phase current Iz to zero is performed, and in block C, an operation for feedback control of the third-order component of the zero-phase current Iz to zero is performed.

したがって、PWM信号生成部3は、制御回路24b、24cのキャリア信号と位相を共通にするキャリア信号と、零相電流Izの直流成分および3次成分をゼロにフィードバック制御するための指令値信号とが入力されて、PWM信号PWM1を生成し、インバータ回路22に出力する。このPWM信号PWM1によってスイッチング素子のオン・オフ動作が制御されることにより、インバータ回路22から出力される三相電流と零相電流は、例えば、図20のようになる。   Therefore, the PWM signal generation unit 3 includes a carrier signal having a phase in common with the carrier signals of the control circuits 24b and 24c, a command value signal for performing feedback control of the DC component and the tertiary component of the zero-phase current Iz to zero. Is generated, and the PWM signal PWM1 is generated and output to the inverter circuit 22. By controlling the on / off operation of the switching element by the PWM signal PWM1, the three-phase current and the zero-phase current output from the inverter circuit 22 are, for example, as shown in FIG.

図20は、図5に対応する波形図であり、上段に示す波形はU相電流Iuの波形であり、下に示す波形は、零相電流Izの波形である。 Figure 20 is a waveform diagram corresponding to FIG. 5, the waveform shown in the upper part is the waveform of the U-phase current Iu, the waveform shown in the lower stage, the waveform of the zero-phase current Iz.

同図と図5を比較すれば明らかなように、零相電流Izは、直流成分、3次成分及び高周波成分が十分に抑制され、理想的な零相電流Iz'(レベル0の電流)の近傍を微小変化する波形となっている。また、U相電流Iuも、直流成分、3次成分及び高周波成分が十分に抑制されて、殆ど歪みのないほぼ理想的な正弦波形となっている。したがって、循環電流によるインバータ装置20aの出力電力低下を抑制することができる。   As is apparent from a comparison between FIG. 5 and FIG. 5, the zero-phase current Iz has a DC component, a third-order component, and a high-frequency component sufficiently suppressed, and an ideal zero-phase current Iz ′ (level 0 current) The waveform changes minutely in the vicinity. Also, the U-phase current Iu has a substantially ideal sine waveform with substantially no distortion, with the DC component, the tertiary component and the high frequency component sufficiently suppressed. Therefore, a decrease in output power of the inverter device 20a due to the circulating current can be suppressed.

本発明に係る系統連系インバータシステムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る系統連系インバータシステムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The grid interconnection inverter system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the grid-connected inverter system according to the present invention can be varied in design in various ways.

A,A’ 系統連系インバータシステム
10,10a,10b,10c 直流電源
20a,20b,20c インバータ装置
21 DC/DCコンバータ回路
22 インバータ回路
23 フィルタ回路
24、24a,24b,24c 制御回路
1a 内部発振部
2a,2b,2c キャリア信号生成部
3,3a,3b,3c PWM信号生成部
4a,41a,42a,4b,4c 位相補正部
4a’ キャリア位相補正部
5 直流成分抽出部
6 指令値信号生成部
61,62 PI制御部
63 電流制御部
64 零相3次成分制御部
641 回転変換部
642,643 フィルタ部
644,645 PI制御部
646 補正値生成部
25 バス電圧検出回路
26 零相電流検出回路
30 変圧器
40 商用電力系統
A, A 'Grid-connected inverter system 10, 10a, 10b, 10c DC power supply 20a, 20b, 20c Inverter device 21 DC / DC converter circuit 22 Inverter circuit 23 Filter circuit 24, 24a, 24b, 24c Control circuit 1a Internal oscillator 2a, 2b, 2c Carrier signal generation unit 3, 3a, 3b, 3c PWM signal generation unit 4a, 41a, 42a, 4b, 4c Phase correction unit 4a ' Carrier phase correction unit 5 DC component extraction unit 6 Command value signal generation unit 61 , 62 PI control unit 63 Current control unit 64 Zero-phase third-order component control unit 641 Rotation conversion unit 642, 643 Filter unit 644,645 PI control unit 646 Correction value generation unit 25 Bus voltage detection circuit 26 Zero-phase current detection circuit 30 Transformer 40 Commercial power system

Claims (4)

互いに並列に接続され、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を変圧器を介さずに出力する複数のインバータ装置と、
前記複数のインバータ装置の出力側の接続点と、電力系統との間に設けられている変圧器と、
を備えており、
前記直流電源の一対の出力端の一方は接地されており、
前記複数のインバータ装置は、それぞれ、PWM制御インバータ回路と、前記PWM制御インバータ回路を制御するためのPWM信号を生成する制御回路と、前記PWM制御インバータ回路の出力電流から零相電流を検出する零相電流検出回路とを備えており、
前記各インバータ装置のいずれかの制御回路は、
前記零相電流検出回路によって検出された零相電流信号から直流成分を抽出する直流成分抽出手段と、
前記直流成分抽出手段によって抽出された直流成分をゼロにするように制御するための指令値信号を生成する指令値信号生成手段と、を備え、
前記指令値信号生成手段により生成された指令値信号をキャリア信号と比較して前記PWM信号を生成する、
ことを特徴とする系統連系インバータシステム。
A plurality of inverter devices connected in parallel to each other, converting DC power from a DC power source into AC power, and outputting the AC power without passing through a transformer;
A connecting point on the output side of the plurality of inverter devices, and a transformer provided between the power system, and
Equipped with a,
One of the pair of output terminals of the DC power supply is grounded,
Each of the plurality of inverter devices includes a PWM control inverter circuit, a control circuit that generates a PWM signal for controlling the PWM control inverter circuit, and a zero that detects a zero-phase current from an output current of the PWM control inverter circuit Phase current detection circuit,
Any control circuit of each of the inverter devices,
DC component extracting means for extracting a DC component from the zero phase current signal detected by the zero phase current detection circuit;
Command value signal generating means for generating a command value signal for controlling the DC component extracted by the DC component extracting means to be zero, and
The command value signal generated by the command value signal generating means is compared with a carrier signal to generate the PWM signal.
This is a grid-connected inverter system.
前記指令値信号生成手段は、
前記直流成分抽出手段によって抽出された直流成分を入力され、PI制御を行なって補正値を出力する第1のPI制御手段と、
予め設定された目標値に前記第1のPI制御手段から出力される補正値を加算補正した補正目標値と、前記PWM制御インバータ回路の入力電圧との偏差を入力され、PI制御を行なって補正値を出力する第2のPI制御手段と、
前記第2のPI制御手段が出力する補正値に基づいて、前記指令値信号を生成する生成回路と、
を備えている、請求項に記載の系統連系インバータシステム。
The command value signal generating means is
First PI control means for inputting a DC component extracted by the DC component extraction means, performing PI control, and outputting a correction value;
The deviation between the correction target value obtained by adding the correction value output from the first PI control means to the preset target value and the input voltage of the PWM control inverter circuit is input, and correction is performed by performing PI control. Second PI control means for outputting a value;
A generating circuit for generating the command value signal based on a correction value output from the second PI control means;
The grid interconnection inverter system according to claim 1 , comprising:
互いに並列に接続され、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を変圧器を介さずに出力する複数のインバータ装置と、
前記複数のインバータ装置の出力側の接続点と、電力系統との間に設けられている変圧器と、
を備えており、
前記直流電源の一対の出力端の一方は接地されており、
前記複数のインバータ装置は、それぞれ、PWM制御インバータ回路と、前記PWM制御インバータ回路を制御するためのPWM信号を生成する制御回路と、前記PWM制御インバータ回路の出力電流から零相電流を検出する零相電流検出回路とを備えており、
前記各インバータ装置のいずれかの制御回路は、
前記零相電流検出回路によって検出された零相電流信号から3次成分を抽出する3次成分抽出手段と、
前記3次成分抽出手段によって抽出された3次成分をゼロにするように制御するための指令値信号を生成する指令値信号生成手段と、を備え、
前記指令値信号生成手段により生成された指令値信号をキャリア信号と比較して前記PWM信号を生成する、
ことを特徴とする系統連系インバータシステム。
A plurality of inverter devices connected in parallel to each other, converting DC power from a DC power source into AC power, and outputting the AC power without passing through a transformer;
A connecting point on the output side of the plurality of inverter devices, and a transformer provided between the power system, and
With
One of the pair of output terminals of the DC power supply is grounded,
Each of the plurality of inverter devices includes a PWM control inverter circuit, a control circuit that generates a PWM signal for controlling the PWM control inverter circuit, and a zero that detects a zero-phase current from an output current of the PWM control inverter circuit Phase current detection circuit,
Any control circuit of each of the inverter devices,
A third-order component extracting means for extracting a third-order component from the zero-phase current signal detected by the zero-phase current detection circuit;
Command value signal generation means for generating a command value signal for controlling the tertiary component extracted by the tertiary component extraction means to zero, and
The command value signal generated by the command value signal generating means is compared with a carrier signal to generate the PWM signal.
This is a grid-connected inverter system.
前記3次成分抽出手段は、
前記零相電流検出回路より入力される零相電流信号に前記電力系統の電圧の周波数の3倍の周波数に対応する回転角の回転座標変換を行って、変換零相電流信号を算出する回転変換手段と、
前記変換零相電流信号の直流成分を、前記零相電流信号の3次成分として、抽出するフィルタ手段と、を備え、
前記指令値信号生成手段は、
前記3次成分抽出手段によって抽出された3次成分を入力され、PI制御を行なって補正値を出力するPI制御手段と、
前記補正値に前記回転角の逆回転座標変換を行って、変換補正値を算出する逆回転変換手段と、を備え、
前記逆回転変換手段により算出される変換補正値に基づいて指令値信号を生成する、
請求項に記載の系統連系インバータシステム。
The tertiary component extraction means includes
Rotation conversion for calculating a converted zero-phase current signal by performing a rotation coordinate conversion of a rotation angle corresponding to a frequency three times the frequency of the voltage of the power system on the zero-phase current signal input from the zero-phase current detection circuit Means,
Filter means for extracting a DC component of the converted zero-phase current signal as a third-order component of the zero-phase current signal;
The command value signal generating means is
PI control means that receives the tertiary component extracted by the tertiary component extraction means, performs PI control, and outputs a correction value;
Reverse rotation conversion means for performing reverse rotation coordinate conversion of the rotation angle on the correction value to calculate a conversion correction value,
Generating a command value signal based on the conversion correction value calculated by the reverse rotation conversion means;
The grid interconnection inverter system according to claim 3 .
JP2009180457A 2009-08-03 2009-08-03 Grid-connected inverter system Active JP5389566B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009180457A JP5389566B2 (en) 2009-08-03 2009-08-03 Grid-connected inverter system
JP2013194783A JP2013255426A (en) 2009-08-03 2013-09-20 System interconnection inverter system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009180457A JP5389566B2 (en) 2009-08-03 2009-08-03 Grid-connected inverter system
JP2013194783A JP2013255426A (en) 2009-08-03 2013-09-20 System interconnection inverter system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013194783A Division JP2013255426A (en) 2009-08-03 2013-09-20 System interconnection inverter system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2011036045A JP2011036045A (en) 2011-02-17
JP2011036045A5 JP2011036045A5 (en) 2012-08-02
JP5389566B2 true JP5389566B2 (en) 2014-01-15

Family

ID=54785871

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009180457A Active JP5389566B2 (en) 2009-08-03 2009-08-03 Grid-connected inverter system
JP2013194783A Pending JP2013255426A (en) 2009-08-03 2013-09-20 System interconnection inverter system

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013194783A Pending JP2013255426A (en) 2009-08-03 2013-09-20 System interconnection inverter system

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP5389566B2 (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102291025A (en) * 2011-08-19 2011-12-21 深圳市英威腾电气股份有限公司 Inverter system as well as method and device for controlling same
JP5819172B2 (en) * 2011-12-06 2015-11-18 シャープ株式会社 Power supply system
JP5928788B2 (en) * 2012-02-22 2016-06-01 富士電機株式会社 Induction heating device
JP5894827B2 (en) * 2012-03-22 2016-03-30 株式会社ダイヘン Ground fault detection device and grid-connected inverter system
JP6005995B2 (en) * 2012-05-21 2016-10-12 株式会社ダイヘン Substation equipment unit
KR101302100B1 (en) * 2012-07-04 2013-08-30 (주)인텍에프에이 Inverter system for new renewable energy power
KR101506868B1 (en) * 2013-11-08 2015-03-30 한국에너지기술연구원 Control apparatus and control method for synchronization
JP5761885B1 (en) * 2014-02-25 2015-08-12 株式会社Wave Energy Switchboard system
KR101595801B1 (en) * 2014-04-21 2016-02-19 디아이케이(주) Energy Storage System for parallel driving and driving method thereof
JP6358859B2 (en) * 2014-06-04 2018-07-18 東芝機械株式会社 Inverter power generation system and inverter power generation device
US9673736B2 (en) 2014-09-05 2017-06-06 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion system and power conversion device
CN104538987B (en) 2014-12-31 2017-01-11 阳光电源股份有限公司 Control method and system for parallel connection of alternating current sides of photovoltaic inverters
JP2016163538A (en) * 2015-02-26 2016-09-05 株式会社日立製作所 Inverter for factor of utilization of direct (dc) bus and method thereof
KR101529889B1 (en) * 2015-04-10 2015-06-18 한양전공주식회사 Switchgear capable of power factor correction
JP6520336B2 (en) * 2015-04-15 2019-05-29 富士電機株式会社 Power converter control device
WO2017217013A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power conversion device
CN106159935B (en) * 2016-07-13 2018-12-28 阳光电源股份有限公司 The control method and control device of energy storage inverter off-network parallel system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09233824A (en) * 1996-02-28 1997-09-05 Hitachi Ltd Multiplex converter controller
JP2001352682A (en) * 2000-06-09 2001-12-21 Sharp Corp Inverter device and method for reversing power flow to direct it to commercial system
JP3551373B2 (en) * 2001-09-20 2004-08-04 日新電機株式会社 Grid-connected power converter and control method thereof
US6864646B2 (en) * 2003-02-14 2005-03-08 General Motors Corporation Multiple inverter system with low power bus ripples and method therefor
JP2007259578A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Mitsubishi Electric Corp Power conversion device
JP2007295647A (en) * 2006-04-21 2007-11-08 Meidensha Corp Synchronously operating method of inverter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011036045A (en) 2011-02-17
JP2013255426A (en) 2013-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5389566B2 (en) Grid-connected inverter system
Vosoughi et al. A new transformer-less five-level grid-tied inverter for photovoltaic applications
JP2011036045A5 (en)
US8228699B2 (en) Power converting apparatus including half-bridge inverters connected between positive and negative terminals of a DC power supply
US9531300B2 (en) Single phase cycloconverter with integrated line-cycle energy storage
JP4898898B2 (en) Three-phase power converter
JP5226873B2 (en) Power conditioner for photovoltaic power generation
EP2790312A2 (en) Power decoupling controller and method for power conversion system
Shi et al. A single-phase grid-connected PV converter with minimal DC-link capacitor and low-frequency ripple-free maximum power point tracking
Guerrero et al. Decentralized control for parallel operation of distributed generation inverters in microgrids using resistive output impedance
JP5226540B2 (en) Inverter control circuit, grid-connected inverter system equipped with this inverter control circuit
KR101248593B1 (en) Photoelectric cell system with compensating wattless power and operating method of it
JP2014509824A (en) Grid-connected inverter, inverter device, and method for operating the inverter device
US20120163044A1 (en) Multilevel power converter or inverter arrangement using h bridges
JP4494562B2 (en) Power converter for photovoltaic power generation
JP5374336B2 (en) Power converter
JP5919483B2 (en) Grid interconnection device
JP6253548B2 (en) Power converter
JP5291180B2 (en) Power converter
Sepahvand et al. Fault recovery strategy for hybrid cascaded H-bridge multi-level inverters
Kumar et al. Asymmetrical Three-Phase Multilevel Inverter for Grid-Integrated PLL-Less System
JP5647449B2 (en) Inverter device and grid-connected inverter system provided with this inverter device
JP5904883B2 (en) Transformer multiple power converter
JP2012178938A (en) Power conversion system
Antal et al. Novel, four-switch, z-source three-phase inverter

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120615

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120615

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130820

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130920

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131008

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131009

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5389566

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250